混合激光焊接是指同时或顺序使用激光束与其他焊接方法(如气体保护焊(GMAW/MIG,GTAW/TIG,GMAW-P/MAG)、等离子弧焊(PAW)或电阻焊)进行焊接的工艺。这种组合利用了激光的高能量密度、高精度和快速加热的特点,以及其他焊接方法在填充金属、控制熔池、处理较宽间隙等方面的优势。混合激光焊接并非单一工艺,其类型取决于所结合的辅助焊接方法:
激光-气体保护焊(Laser-GMAW/GTAW/MAG):这是最常见的混合激光焊接类型。激光提供深熔透和精确的熔池控制,而气体保护焊则用于填充材料,控制焊缝形状,并处理较大的装配间隙。
激光-等离子弧焊(Laser-PAW):等离子弧的强大穿透能力与激光的精确定位相结合,特别适用于厚板或高强度材料的焊接。
激光-电阻焊(Laser-ResistanceWelding):这通常用于预热或辅助激光焊接,提高焊接效率和质量。
混合激光焊接有效地克服了激光焊接和传统电弧焊的局限性,兼具二者优势:
更高的焊接速度和更深的焊透:激光提供快速加热和深熔透,而辅助焊接方法弥补了激光在处理较宽间隙和填充材料方面的不足。
更高的焊接质量:精确的激光控制与辅助焊接方法的填充作用,可以获得更美观的焊缝、更低的缺陷率,并更好地控制金属的组织结构。
更高的装配容差:辅助焊接方法可以有效处理工件装配偏差,提高焊接工艺的容错性。
更广泛的材料适用性:混合激光焊接可以焊接各种金属材料,包括高强度钢、铝合金、不锈钢等,以及不同厚度和类型的金属组合。
改进的焊缝性能:通过选择合适的填充材料和工艺参数,可以优化焊缝的力学性能,如强度、韧性等,并减少焊接缺陷(例如,裂纹)。
更高的能源效率:在某些情况下,混合激光焊接可以降低总能耗。
混合激光焊接技术已广泛应用于多个工业领域:
航空航天:飞机机身、发动机部件、火箭结构等。
船舶制造:船体结构、管道系统等。
能源行业:涡轮机叶片、压力容器等。
建筑工程:钢结构、桥梁等。
轨道交通:高铁车体、轨道部件等。
尽管混合激光焊接具有诸多优势,但仍面临一些挑战:
工艺参数优化:需要精确控制激光参数和辅助焊接参数,以获得最佳焊接效果。
成本:混合激光焊接设备的成本相对较高。
自动化:实现混合激光焊接的自动化生产仍然是挑战。
实时监控与质量控制:需要开发先进的实时监控和质量控制技术,以保证焊接质量。