1、背景介紹

中厚板普遍應用于造船、建筑、機械制造及壓力容器等工程領域，其焊接作業(yè)也是行業(yè)生產(chǎn)當中的重要環(huán)節(jié)之一。傳統(tǒng)的中厚板焊接工藝復雜、質(zhì)量不穩(wěn)定、自動化程度低，焊接效率受到很大制約，因此開發(fā)出滿足其要求的焊接工藝已成為亟需解決的工程難題。

隨著激光器水平不斷發(fā)展,功率超過10k的超高功率高質(zhì)量光纖激光已經(jīng)投入市場并逐步應用于中厚板的高效激光焊接,其激光束功率密度可達107~108W/cm2,這使得中厚板大型構件的優(yōu)質(zhì)、高速、大熔深、低變形、低能耗焊接有望獲得新的解決方案。諸多研究表明將激光和電弧兩種熱源以特定的方式復合在一起進行焊接，既充分發(fā)揮了各自的獨特優(yōu)勢，也彌補了各自的缺點，真正實現(xiàn)了“1+1>2”的效果。通過該焊接方法的實施可以滿足大部分合金體系在不同應用條件下對高品質(zhì)焊接質(zhì)量的需求。因此，采用激光-電弧復合焊接中厚板也被認為是目前最具競爭力和發(fā)展前景的焊接方法之一。

自銳科公司6kW激光器面世以來，通過與客戶的精誠合作，突破各項工藝難題，目前已有多款高功率激光器陸續(xù)在汽車制造、工程機械、軌道交通等領域進行了典型應用示范，進行中厚板激光電弧復合焊接。

2、應用案例

國內(nèi)某著名自動化公司采用銳科12kW激光器為國內(nèi)某重點造船廠提供激光-電弧復合焊接設備，配合洛弛焊機，順利實現(xiàn)板材厚度6～14mm，焊縫長度4～9m激光-電弧復合焊接，重點解決了原有弧焊工藝無法解決的單面焊雙面成形及背面焊縫熔透的可靠性問題，且焊接變形減少了50%。其中，6～10mm板材無需開坡口，可以直接進行拼焊；12～14mm板材開坡口焊接效果更好。各種厚度板材焊接效果如下各圖所示，目前該工藝即將應用在終端客戶現(xiàn)場。

與原有弧焊工藝相比，其焊接生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益實現(xiàn)了較大提升。表1為MAG焊與復合焊的效率對比，從表中可以看出，復合焊接在焊接中厚板時具有較明顯的效率優(yōu)勢。表2為厚度≤12mm某高強鋼產(chǎn)品實際資產(chǎn)投資與效益分析。從表2中可以看出，因激光-電弧復合焊具有高效率焊接的特點，在產(chǎn)能需求較大的情況下，可以有效減少設備投資數(shù)量，進而降低廠房投資和人力成本，且單位焊縫的能耗、煙塵排放及焊絲消耗量均有所降低，同時可以獲得更好的焊接效果及接頭質(zhì)量。

表1 兩種工藝方法對接接頭焊接效率對比

表2 兩種工藝方法對焊接投資及效益分析

3、設備推薦

激光-電弧復合焊具有焊縫熔深大，焊接速度快，焊接效率高，焊接電弧穩(wěn)定，熱源能量集中，焊接熱輸入低，焊接變形小，易于實現(xiàn)單面焊雙面成形等優(yōu)點。在焊接條件相同的情況下，與傳統(tǒng)弧焊相比，激光－電弧復合焊的電弧穩(wěn)定性更強，尤其高速焊接條件下，傳統(tǒng)電弧焊的焊接電流、電壓波形已經(jīng)非常不穩(wěn)定，而激光-電弧復合焊的電流、電壓波形仍然非常穩(wěn)定。不僅如此，激光-電弧復合焊接還可以客服激光焊對工件坡口裝配要求高、高反射率材料(如鋁、銅等)的能量損失大、不填充材料焊接某些高性能金屬材料時易產(chǎn)生冷裂紋或熱裂紋等缺點。

根據(jù)焊接板材厚度及生產(chǎn)效率要求，激光-電弧復合焊接選用的激光器功率在6~12kW不等。焊接6mm及6mm板厚材料以下，可以選用銳科RFL-6000激光器，6mm-12mm厚之間的板材，優(yōu)先選用銳科RFL-12000激光器，板材厚度超過12mm時，可以選用銳科RFL-15000激光器。如果您有中厚板焊接需求，以銳科高功率銳科激再配上一臺弧焊電源，將有助您生產(chǎn)效率較大幅度提升。銳科高功率光器優(yōu)異、穩(wěn)定的焊接性能是焊接質(zhì)量最強的保證。