激光复合焊工艺在造船厂的应用

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1、激光复合焊工艺在造船厂的应用

2、第1内容加载中...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，而传统单一的激光焊接工艺是不可能解决上述问题的。本文主要介绍激光--MIG复合焊相对与其他焊接技术的优势及其在船舶工业的应用，这是一种高质高效、新型的焊接方法。前言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

3、能解决上述问题的。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GMAA复合焊工艺应用在造船工业上。在此我们将

4、示证和讨论应用于这种应用领域的可能性。激光焊接工艺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12kIG（LaserHybrid）复合焊激光焊接金属时的激光束聚集强度可达106

5、IG电弧焊接自由燃烧的电弧能量密度稍高于104IG复合焊不是两种焊接方法依次作用于焊接区域，而是同时作用于焊接区域。激光和电弧同时影响焊接的性能。不同的电弧或激光工艺的使用及采用何种工艺参数都会对焊接工艺带来不同的影响效果。激光复合焊提高了熔深和焊接速度，焊接过程中金属蒸汽会挥发，并且反作用于等离子区，等离子区对激光有轻微吸收，但可以忽略不计。整个焊接过程的特性取决于选择的激光和电弧输入能量的比例。工件表面的温度极大的影响了激光射线能量的吸收，当工件表面达到挥发温度时，就形成了挥发孔，这样几乎所有的能量就可以传到工件上。焊接所需要的能量由随温度变化的表面吸收率和由工

6、件传导损失的能量来决定。在激光-MIG焊时，挥发不仅发生在工件的表面，同时也发生在填充焊丝的表面上，这意味着更多的金属挥发量，从而使激光的能量传输更加容易。同时也保证了焊接过程的完整性。从而使激光的能量传输的更加容易。同时也保证了焊接过程的完整性。而且在船舶制造中首先必须做到的是焊件间隙较大时有足够的搭桥连接能力，这是研究的主要目标。因为在焊接过程中，难免会出现间隙公差大小不一，于是在焊接时调节的参数就比较多，如：激光功率，焊接速度，送丝速度及角度的调整。Laserhybrid：激光€€€€MIG焊接和其它焊接方法的试验比较1CO2激光焊的研究因为CO2激光具有很高

7、的效率，效率因素达到20%，技术上的实现相对简单和可测量性使得CO2激光成为工业金属加工领域中最重要的激光源。CO2激光具有很高的输出功率，其容量范围达到50keyerIG焊和激光填丝焊。埋弧焊的焊缝搭桥能力为2mm至5mm，板厚至12mm。而激光-MIG焊时，焊接的板厚达到15mm，焊缝搭桥能力的间隙可达1mm，，但焊接速度是埋弧焊接的3倍，是激光填丝焊的2倍。还有一种激光脉冲填丝的焊接方法，间隙的可达0.4mm，板材厚度可达15mm。通过四种分别是5mm，8mm，12mm，15mm的不同厚度材料的实验来评估在最大容忍间隙下的焊接速度。氦气和氩保护气对激光-电弧焊

8、工艺的影响由基础研究来讨论。保护气中加少量的氦气在用大功率CO2激光器的焊接中十分必要。表激光复合焊与其他竞争工艺的比较在造船工业，激光-GMAeyer船厂。这里甲板预制的全自动化生产就是以该种工艺开发的。因为这种工艺方法可高质量的完成20倍于20米长区段的焊接生产，而不需要将板翻面。在甲板预制区内，有两个对接焊工作站。厚度在15mm以内的板能达到3.0米/分钟的焊接速度。另外，还有两个角接焊接工作站，用于焊接直线尺寸长度在20米以内，厚度在12毫米的甲板或墙板。焊接前，焊接接头用角磨机械加工保证良好的部件精度。2光纤激光的研究IPG光子公司在金属加工领域出售的