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近年來，激光加工技術(shù)廣泛普及，越來越多的行業(yè)在產(chǎn)業(yè)升級過程中選擇了激光加工，這讓激光工藝有了更廣闊的發(fā)展空間，也有了更多的創(chuàng)新和探索。其中，激光復合焊接就是激光焊接工藝領(lǐng)域的又一種新型工藝，這種加工工藝特別適合高反材料（銅、鋁、合金）的加工應(yīng)用，且焊接速度快、焊縫質(zhì)量高、焊接缺陷少、焊接強度高，可應(yīng)用在動力電池、汽車白車身等行業(yè)。
 

 

激光復合焊接一般指將兩不同狀態(tài)（空間位置、光束質(zhì)量、光斑形態(tài)、光束能量、光波長、作用時間等）的光束作用在焊接位置完成激光焊接；比較常用的是兩種波長不同的光束進行同軸合成之后同時作用于焊接位置。

 

中心光束：能量密度高、光斑區(qū)域小，進行深熔焊接、提供主要焊接能量

 

周邊光束：能量密度小、光斑區(qū)域大，主要進行預(yù)熱冷卻緩沖、提升中心光束吸收輔助焊接。

 

激光焊接過程中，外加電弧后，由于電弧產(chǎn)生的等離子體密度較低，因而使激光光致等離子體被稀釋，等離子體對激光的入射阻礙減小，增加了激光照射到材料表面的能量；在電弧焊接過程中，等離子體傾向于向電弧中心方向移動，當有激光照射在材料表面會產(chǎn)生大量等離子體，這些等等離子體會加強電弧的方向性和穩(wěn)定性，提高電弧的挺度。當激光電弧復合焊過程中采用電弧在前，激光在后的焊接方式后，電弧會擴大熱作用范圍，提高焊接搭橋能力，降低對焊接件拼縫間隙的裝配精度要求，這在中厚板焊接中尤為重要。此外，電弧焊接的加入，可以使焊絲填充焊縫，改變焊縫形貌。選擇不同的焊絲，還能調(diào)整焊縫化學冶金成分，改善接頭力學性能。

 

激光焊接根據(jù)需求可以分為多種形式，激光自熔焊、激光填絲焊、激光復合焊等，激光電弧復合焊（HLAW）是將兩種物理性質(zhì)和能量傳輸機制截然不同的高溫熱源復合在一起，共同作用在材料表面，從而實現(xiàn)對材料加熱完成焊接的過程。采用激光電弧復合焊接方法可以充分發(fā)揮兩種熱源的優(yōu)勢，彌補單一熱源加工的劣勢，是一種新型、高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能的焊接方法。激光電弧復合焊相比單一的激光焊或者弧焊在中厚板材焊接過程中優(yōu)勢尤為明顯。

 

1、單獨采用激光焊存在的局限性主要包括：

 

激光束焦點直徑很小，因此熱作用區(qū)域小。激光焊對工件裝配間隙要求高，間隙兼容度低。特別是中厚板材，實現(xiàn)小間隙的焊前裝配困難。

 

激光對高反射率、高導熱系數(shù)材料的焊接比較困難，易產(chǎn)生裂紋、氣孔等缺陷，同時熔池流動性差，使得焊縫成型差；

 

激光焊接時形成的等離子體對激光的吸收和反射降低了母材對激光的吸收率，使得激光能量利用率低；

 

焊縫冷卻速度快，高強鋼焊接時易產(chǎn)生淬硬組織和裂紋。

 

2、單獨采用MIG/MAG電弧焊接存在的局限性主要包括：

 

單道焊縫熔深小；

 

厚板多層多道焊接時，電弧難以深入坡口底部，極易側(cè)壁引弧，使得坡口寬度較大，焊接效率較低；

 

焊接速度低，如果速度過大會造成電弧不穩(wěn)定；

 

焊接熱輸入大，熱影響區(qū)大，板材變形量大。

 

激光電弧復合焊不但可以彌補單一熱源焊接時的局限性，同時可以實現(xiàn)1+1＞2的特有效應(yīng)。激光和電弧的復合實質(zhì)是光致等離子體和電弧的耦合

 

復合焊接優(yōu)勢特點

 

1.焊接表面光滑平整，未出現(xiàn)發(fā)黑發(fā)黃現(xiàn)象，無裂紋，密封性良好；

 

2.相對于傳統(tǒng)焊接，復合焊接速度可以提升2－3倍；

 

3.采用復合焊接，比單純的單光束光纖連續(xù)焊接所用加工功率明顯降低30％左右；

 

4.復合焊接良率明顯提升；

 

5.焊接過程中要注意保護氣的使用；

 

6.殼體如有雜質(zhì)易產(chǎn)生炸點現(xiàn)象，可補焊；

 

7.復合焊接對焊接軌跡容錯性比單光纖焊接得到明顯提升。