激光焊接机复合焊接工艺的优点2024-02-27

为了扩大激光焊接的应用范围，提高激光焊接的质量，增加焊件的厚度，避免简单激光焊接的局限性，出现了一种新的焊接工艺：激光复合焊接。这里要注意的是，激光复合焊接的优点不仅仅是两种焊接方法的叠加！特别是能量的利用率远远大于两种热源的简单组合。


 
激光复合焊的优点是能量利用率提高，母材固态时激光吸收率很低，熔化后激光吸收率提高到50～100%；熔深增加了很多。在电弧的作用下，母材熔化形成熔池，激光作用于电弧形成的底部。此外，液态金属对激光束的吸收率较高，因此激光复合焊接的熔深大于简单的激光焊接；电弧非常稳定。例如，单独用TIG或MIG焊接时，焊接电弧有时不稳定，特别是在小电流条件下。当焊接速度提高到一定值时，会导致电弧漂移。激光复合焊接时，激光产生的等离子体有助于稳定电弧；提高激光焊接对接头间隙的适应性，降低激光焊接的装配精度，实现高效率。
 
1、脉冲激光焊接有四个主要参数：脉冲能量、脉冲宽度、功率密度和离焦；连续激光焊接参数主要包括：激光功率、焊接速度、光斑直径、离焦、保护气体类型和流量；双光束激光焊接参数包括：光束布置方式、间距、两光束角度、聚焦位置、两光束能量比等。激光复合焊接类型包括：激光电弧复合焊、激光高频焊接、激光压力焊接、激光钎焊等；激光电弧焊最常见，如激光氩弧焊（TIG）、激光气保焊（MIG）等等。根据激光与电弧的相对位置，有：同轴复合、交叉复合、偏离复合。
 


2、用于大厚板深熔焊接，由于单纯激光焊接的严格装配要求和大功率激光器的高成本，厚板焊接受到限制。厚板深熔焊可采用激光电弧复合焊接，提高了焊接坡口的制备、光束对中性和接头装配间隙的适应性。它在造船业得到了很好的应用。低合金高强度钢不能预热焊接。激光电弧复合焊单焊熔深可达15mm，双焊熔深可达30mm。焊接变形量仅为双丝焊的1/10，焊接厚度16mm的T形接头焊接速度可达3m/min。

3、用于铝合金激光焊接，激光焊接铝合金反射率高，容易产生孔隙、裂纹、成分变化等问题。采用激光电弧复合焊接，由于电弧的作用，激光束可直接照射到液体熔池表面，提高吸收率，提高熔深。通过交流TIG或DC反接，氧化膜可以在激光焊接前清洗，电弧形成的熔池可以在激光束前移动，增加熔池与固态金属之间的润湿性，防止咬边。
 


4、用于搭接接头，搭接焊缝广泛应用于汽车框架和底板结构。目前，镀锌钢板搭接焊和铝板焊接用于汽车外壳焊接。激光电弧复合焊可减少焊接部件的变形，消除凹面、咬边等缺陷，大大提高焊接速度。例如，低碳钢板的搭接接头采用10kWCO2激光和MIG电弧复合热源焊接，间隙为0.5～1.5mm搭接焊，熔深可达地板厚度的40%。另一个例子是铝合金搭接接头，采用2.7kWYAG激光-MIG电弧复合高速焊接，焊接速度可达8m/min。
5、用于薄板高速焊接时，激光高速焊接薄板的主要问题是焊缝成形连续性差，焊道表面容易隆起。薄板(0.14mm)复合焊接采用等离子弧辅助YAG或CO2激光，焊接速度是单独激光焊接的两倍。即使焊接速度达到100m/min电弧，也非常稳定，可以获得较宽的焊道和光滑的焊缝表面。

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