激光复合焊在船厂的应用（一）

HEATS

　　随着焊接技术的不断研究和创新，一种高质高效的焊接技术在船舶工业的制造的领域中得到不断的应用，这是一种新型的，特殊的焊接方法#激光#MIG复合焊。我们知道在金属连接技术工艺里一方面要求焊接速度高变形小，另一方面要有很好的焊缝搭桥能力。大家知道传统单一的激光焊接工艺是不可能解决上述问题的。

7 ]0 D+ K, g: U y , | R& o, {' a% _4 w/ [6 `, @

　　毋庸质疑激光焊和熔化极气体保护焊工艺的开发应用已经有着很长的时间了并且它们在材料连接技术里有着广泛的应用领域。激光复合焊就是将这两种焊接技术(激光焊接和电弧焊接)有机的结合起来，从而获得了优良的综合性能，在提高焊接质量和生产工艺性的同时，改善了成本效益比。目前，激光复合焊已在船舶工业上取得了令人瞩目的成绩，并且这种技术的经济性也是非常诱人的。尤其重要的是，激光复合焊的焊接精度高，可以获得非常好的机械/工艺性能。复合焊的激光电源可以选配不同的激光源，目前主要研究的是将：CO2激光，YAG激光，光纤激光与GMAW工艺的复合。怎样使用焊缝跟踪系统的激光复合焊小车，进行长焊缝的焊接，被提到研究日程。

　　1.简介

% s5 i" V0 @1 L4 r3 R! L, u2 {: r" w

　　优质高效，低变形和易实现自动化装配，激光焊在钢结构件的焊接上具有广阔的前景。激光电弧复合焊接技术可提高焊缝搭桥能力，则对间隙较大时的焊接有着重大的意义。激光焊和熔化极气体保护焊工艺的开发应用已经有着很长的时间了，在工业领域和材料连接技术领域已被广泛的应用，两种焊接方法因能量传输到工件的过程和能流的形成都有有所不同，使其形成了各自特定的应用领域。

, l$ L4 r. I) ^/ l

　　激光束焊通过光纤将能量从激光发射器传输到工件上。而电弧焊则利用大电流，通过电弧弧柱传输能量。激光焊的焊接热影响区非常窄，焊缝的纵横比很高。由于它的聚焦直径很小，激光束焊的焊缝搭桥能力很差。但另一方面，激光束焊的焊接速度非常高。

0 o% q4 H2 v' K T4 f

　　电弧焊的能量密度比较低，因而在工件表面的聚焦的直径比较大，而且焊接速度相对较低。激光复合焊就是将这两种焊接技术有机的结合起来，从而获得了优良的综合性能，在提高焊接质量和生产工艺性的同时，改善了成本效率比。目前，激光-复合焊已在汽车工业的应用上成绩斐然，同时在造船工业上这种技术的经济性也是非常诱人的：更高的连接速度，并且可以获得非常好的机械/工艺性能。

　　早在20世纪70年代，人们就已经知道如何把激光和电弧有机的结合在一种工艺里使用。但从那以后，在相当长的一段时间内，没有再进行深入的研究。近来，人们再次将注意力转向这一课题，尝试开发了激光复合焊技术。当然，这其中的一个原因是：在早期，激光器尚未在工业上得到普遍应用，而现在激光器已成为许多工厂的标准设备。

$ U) P' V3 |& I; c

　　激光焊与另一种焊接方法相结合的焊接技术称为激光复合焊，激光束和电弧同时作用于焊接区，互相影响和支持。现在的研究方向是探求这种工艺特性更广，更深的焊接应用领域。一个典型的例子就是将CO2激光GMA复合焊工艺应用在造船工业上。在此我们将示证和讨论应用于这种应用领域的可能性。

+ u! T! l+ P; C1 ~ ' l* r4 a! x( c' ?

　　2.激光焊接工艺

# S, x. ?4 P- t; P

　　激光焊不仅需要很好的激光源，而且需要高质量的激光束，以确保能够获得期望的“深熔深焊接”。高质量的激光束可以实现更小的聚焦直径或更大的焦距。线能量极低，变形量显著减小。与先进的自动化弧焊一样，对于大型工件的激光焊接来说离线编程，焊缝跟踪及其它必要的焊接控制系统也是必需的。

　　如果单纯的用激光焊接，其焊缝接头的间隙最大为0.1至0.2mm,然而更宽的间隙需要我们加入填充金属，通常填充金属的加入可使焊缝搭桥能力达到0.4mm。在工业领域中已有使用12 kW的CO2激光源。此时激光的传导通过镜面进行。激光束以300mm聚焦距离通过聚焦装置作用在工件上。4 kW的灯浦YAG激光和7KW的光纤激光也出现在这项研究中。

# ~6 R& S. Z+ n0 w5 t7 Q' V1 A