隨著焊接技術(shù)的不斷研究和創(chuàng)新，一種高質(zhì)高效的焊接技術(shù)在船舶工業(yè)的制造的領(lǐng)域中得到不斷的應(yīng)用岛抄，這是一種新型的别惦，特殊的焊接方法--激光--MIG復(fù)合焊。我們知道在金屬連接技術(shù)工藝?yán)镆环矫嬉蠛附铀俣雀咦冃涡》蛲郑硪环矫嬉泻芎玫暮缚p搭橋能力掸掸。

大家知道傳統(tǒng)單一的激光焊接工藝是不可能解決上述問題的。

毋庸質(zhì)疑激光焊和熔化極氣體保護(hù)焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了并且它們在材料連接技術(shù)里有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域蹭秋。激光復(fù)合焊就是將這兩種焊接技術(shù)（激光焊接和電弧焊接）有機(jī)的結(jié)合起來猾漫，從而獲得了優(yōu)良的綜合性能，在提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝性的同時感凤，改善了成本效益比悯周。目前，激光復(fù)合焊已在船舶工業(yè)上取得了令人矚目的成績陪竿，并且這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性也是非常誘人的禽翼。尤其重要的是，激光復(fù)合焊的焊接精度高播窒，可以獲得非常好的機(jī)械/工藝性能硫忆。復(fù)合焊的激光電源可以選配不同的激光源，目前主要研究的是將：CO2激光切割機(jī)挨这，YAG激光袭丛，光纖激光與GMAW工藝的復(fù)合。怎樣使用焊縫跟蹤系統(tǒng)的激光復(fù)合焊小車嘹冀，進(jìn)行長焊縫的焊接饲骂，被提到研究日程。

1. 簡介

優(yōu)質(zhì)高效朽突，低變形和易實現(xiàn)自動化裝配旋逛，激光焊在鋼結(jié)構(gòu)件的焊接上具有廣闊的前景矛塑。激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)可提高焊縫搭橋能力，則對間隙較大時的焊接有著重大的意義妥触。激光焊和熔化極氣體保護(hù)焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了媳厕，在工業(yè)領(lǐng)域和材料連接技術(shù)領(lǐng)域已被廣泛的應(yīng)用，兩種焊接方法因能量傳輸?shù)焦ぜ倪^程和能流的形成都有有所不同群镰，使其形成了各自特定的應(yīng)用領(lǐng)域睬魂。

激光束焊通過光纖將能量從激光發(fā)射器傳輸?shù)焦ぜ稀６娀『竸t利用大電流镀赌，通過電弧弧柱傳輸能量汉买。激光焊的焊接熱影響區(qū)非常窄，焊縫的縱橫比很高佩脊。由于它的聚焦直徑很小蛙粘，激光束焊的焊縫搭橋能力很差。但另一方面威彰，激光束焊的焊接速度非常高出牧。

電弧焊的能量密度比較低，因而在工件表面的聚焦的直徑比較大歇盼，而且焊接速度相對較低舔痕。激光復(fù)合焊就是將這兩種焊接技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，從而獲得了優(yōu)良的綜合性能豹缀，在提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝性的同時伯复，改善了成本效率比。目前邢笙，激光-復(fù)合焊已在汽車工業(yè)的應(yīng)用上成績斐然啸如，同時在造船工業(yè)上這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性也是非常誘人的：更高的連接速度，并且可以獲得非常好的機(jī)械/工藝性能越化。

早在20 世紀(jì)70年代影菩，人們就已經(jīng)知道如何把激光和電弧有機(jī)的結(jié)合在一種工藝?yán)锸褂谩５珡哪且院缶问牛谙喈?dāng)長的一段時間內(nèi)猜摹，沒有再進(jìn)行深入的研究。近來誊爵，人們再次將注意力轉(zhuǎn)向這一課題灿磁，嘗試開發(fā)了激光復(fù)合焊技術(shù)。當(dāng)然匆救，這其中的一個原因是：在早期嫁橱，激光器尚未在工業(yè)上得到普遍應(yīng)用，而現(xiàn)在激光器已成為許多工廠的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備赫裂。

激光焊與另一種焊接方法相結(jié)合的焊接技術(shù)稱為激光復(fù)合焊晤哩，激光束和電弧同時作用于焊接區(qū)，互相影響和支持〗袢迹現(xiàn)在的研究方向是探求這種工藝特性更廣侈净，更深的焊接應(yīng)用領(lǐng)域。一個典型的例子就是將CO2激光GMA復(fù)合焊工藝應(yīng)用在造船工業(yè)上僧凤。在此我們將示證和討論應(yīng)用于這種應(yīng)用領(lǐng)域的可能性畜侦。

2. 激光焊接工藝

激光焊不僅需要很好的激光源，而且需要高質(zhì)量的激光束躯保，以確保能夠獲得期望的“深熔深焊接”旋膳。高質(zhì)量的激光束可以實現(xiàn)更小的聚焦直徑或更大的焦距。線能量極低途事，變形量顯著減小验懊。與先進(jìn)的自動化弧焊一樣，對于大型工件的激光焊接來說離線編程尸变，焊縫跟蹤及其它必要的焊接控制系統(tǒng)也是必需的义图。

如果單純的用激光焊接，其焊縫接頭的間隙最大為0.1至0.2mm,然而更寬的間隙需要我們加入填充金屬召烂，通常填充金屬的加入可使焊縫搭橋能力達(dá)到0.4mm碱工。在工業(yè)領(lǐng)域中已有使用12 kW的CO2激光源。此時激光的傳導(dǎo)通過鏡面進(jìn)行奏夫。激光束以300mm聚焦距離通過聚焦裝置作用在工件上怕篷。4 kW的燈浦YAG激光和7KW的光纖激光也出現(xiàn)在這項研究中。

3. 激光-MIG（LaserHybrid）復(fù)合焊

激光焊接金屬時的激光束聚集強(qiáng)度可達(dá)106W/cm2以上艳杯。當(dāng)激光束點擊在材料表面時憎唯，該點的溫度迅速升高到揮發(fā)溫度，并由于金屬蒸汽的揮發(fā)形成揮發(fā)孔统褂。焊縫最顯著的特征是具有很高的深寬比食召。MIG電弧焊接自由燃燒的電弧能量密度稍高于104W/cm2。

繪了激光復(fù)合焊的基本原理颗手，尤其是其中的金屬過渡付杰。從圖我們可以看到，激光束在焊縫頂部向其輸入熱量叨连，同時電弧也向焊縫輸入熱量蚓橡。激光-MIG復(fù)合焊不是兩種焊接方法依次作用于焊接區(qū)域，而是同時作用于焊接區(qū)域矛唤。激光和電弧同時影響焊接的性能抠佩。不同的電弧或激光工藝的使用及采用何種工藝參數(shù)都會對焊接工藝帶來不同的影響效果。

激光復(fù)合焊提高了熔深和焊接速度怜腊，焊接過程中金屬蒸汽會揮發(fā)肺然，并且反作用于等離子區(qū)蔫缸，等離子區(qū)對激光有輕微吸收，但可以忽略不計际起。整個焊接過程的特性取決于選擇的激光和電弧輸入能量的比例拾碌。

工件表面的溫度極大的影響了激光射線能量的吸收，當(dāng)工件表面達(dá)到揮發(fā)溫度時街望，就形成了揮發(fā)孔校翔，這樣幾乎所有的能量就可以傳到工件上。焊接所需要的能量由隨溫度變化的表面吸收率和由工件傳導(dǎo)損失的能量來決定灾前。在激光-MIG焊時防症，揮發(fā)不僅發(fā)生在工件的表面，同時也發(fā)生在填充焊絲的表面上哎甲，這意味著更多的金屬揮發(fā)量蔫敲，從而使激光的能量傳輸更加容易。同時也保證了焊接過程的完整性炭玫。從而使激光的能量傳輸?shù)母尤菀籽嗯肌Ｍ瑫r也保證了焊接過程的完整性。

而且在船舶制造中首先必須做到的是焊件間隙較大時有足夠的搭橋連接能力憔剂，這是研究的主要目標(biāo)摆螟。因為在焊接過程中，難免會出現(xiàn)間隙公差大小不一艳拿，于是在焊接時調(diào)節(jié)的參數(shù)就比較多蒜恶，如：激光功率，焊接速度陷字，送絲速度及角度的調(diào)整车崔。

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