在今天的軌道交通，造船和其他行業(yè)中，對鋼板的焊接頭要求正在提高。近年來，為了促進中國造船業(yè)的發(fā)展，國家先后出臺了優(yōu)先發(fā)展高技術(shù)船舶和高附加值船舶等政策，加快了造船業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。世界造船業(yè)的發(fā)展趨勢也是朝著大規(guī)模，多樣化和高檔化的方向發(fā)展。激光焊接頭技術(shù)是船舶加工制造和船舶工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。焊接頭焊接時間約占建造船舶總時間的30％~40％。激光焊接頭焊接生產(chǎn)效率和焊接頭焊接質(zhì)量直接影響船舶加工和制造的生產(chǎn)周期，成本和船體質(zhì)量。因此，高效優(yōu)質(zhì)的船舶焊接頭焊接技術(shù)是實現(xiàn)中國船舶產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要因素，也是提高我國船舶企業(yè)國際競爭力的重要因素。

此外，隨著中國鐵路列車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和列車的不斷加速，轉(zhuǎn)向架作為軌道車輛的重要組成部分，承受著更大的動力負荷，對轉(zhuǎn)向架技術(shù)提出了更高的要求。必須不斷開發(fā)和改進轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，改進設(shè)計，材料和技術(shù)，以滿足性能要求。激光焊接頭的質(zhì)量已成為確保轉(zhuǎn)向架框架質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。因此，更優(yōu)化的焊接頭焊接方法是必要條件。

一、應要求激光頭電弧復合焊接頭

激光頭 - 電弧復合焊接頭是一種新的焊接頭技術(shù)。它使用激光頭和電弧作為雙熱源，同時作用于同一熔池，形成激光頭引導和穩(wěn)定的電弧。電弧提高了金屬對激光頭發(fā)出的激光的吸收率，增強了液滴過渡的橋接能力。它充分發(fā)揮了激光焊接頭和電弧焊接頭的優(yōu)勢，彌補了各自的缺點。特別是在大厚度材料焊接中，復合焊接頭焊接技術(shù)具有更大的優(yōu)勢。傳統(tǒng)的焊接頭焊接方法存在接頭強度低，效率低，變形嚴重，焊接頭焊接材料消耗大等缺點。另外，單激光焊接頭焊接也存在一些缺點，如對焊接頭組裝工藝要求高，激光頭功率限制焊接頭能力強，橋接能力差，焊縫咬合嚴重等。

1、激光頭 - 電弧復合焊頭接作為一種新的焊接頭焊接方法，具有以下三個顯著特征：

1）提高能量利用率，增加焊縫的初始穿透深度和焊接頭焊接速度;

2）降低工件的裝配要求;

3）提高焊接頭焊接質(zhì)量和焊縫成型;

2、激光頭- 電弧復合焊頭接可以實現(xiàn)1 + 1> 2

激光頭 - 電弧復合焊接頭有多種形式，包括Laser-MAG / MIG復合焊接頭，Laser-TIG復合焊接頭，激光頭發(fā)出的激光等離子弧復合焊接頭等。目前常用的激光頭源是光纖激光器和半導體激光器。例如，reeko連續(xù)光纖激光器4000W，6000W和光纖輸出半導體激光器4000 W.

激光復合焊接頭有兩種焊接熱源，即激光頭和MAG電弧，當單獨用作熱源時可以形成有效的熔池，但熔池的特性不同：激光焊接頭焊接熔池的特點是“深狹窄的“，開口面積小，深度大，不利于焊縫的形成; MAG電弧焊池具有“淺而寬”的特點，開口面積大，深度小，有利于焊縫的形成和強大的橋接能力。在Laser-MAG復合焊接頭工藝中，兩個熱源同時作用于基體金屬。兩個熱源之間以及兩個熔池之間存在相互影響。最后，將形成新的復合熔池。復合熔池具有“大深度”的激光頭激光熔池和“大面積”的電弧熔池。復合熔池深度大，焊縫成型好，橋接能力強。同時，因為在MAG電弧焊期間填充焊絲。并且可以選擇焊絲的類型，因此，可以根據(jù)母材的性能缺陷選擇合適的焊絲并添加到焊接工藝中，從而有目的地提高抗裂性，抗疲勞性，耐腐蝕性，耐磨性和微觀層面焊縫的其他方面。此外，在整個焊接過程中，兩個熱源作用在基底金屬上。

二、激光頭 - 復合焊接頭的應用領(lǐng)域非常廣泛：隨著激光頭 - 電弧復合焊接頭焊接技術(shù)的發(fā)展，其應用范圍越來越廣泛，特別是在國外，但在中國很少見，具有廣闊的應用前景。其主要應用領(lǐng)域如下：

1、造船

在所有制造業(yè)中，造船業(yè)是激光頭 - 電弧復合焊接頭技術(shù)的最大受益者。為了保持其在高附加值造船工業(yè)中的優(yōu)勢，一些歐洲造船廠廣泛采用激光頭 - 電弧復合焊接頭技術(shù)，大大提高了厚板焊接頭焊接應用中的焊接頭焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。通常，德國的Mayer造船廠使用激光頭 - 電弧復合焊接頭焊接進行船舶焊接。

2、汽車工業(yè)

德國率先將激光頭 - 電弧復合焊接頭焊接技術(shù)應用于汽車門，側(cè)壁和其他零件的連接和制造。學者Graf T等人在國際汽車焊接頭焊接論壇上報道稱，“大眾汽車和奧迪[C]”大眾輝騰前門采用激光頭 - 復合焊接頭，共有66個焊縫，總長度為4.98米，包括48個激光頭 - 電弧復合焊接頭。奧迪A8車架的總復合焊接頭焊接的長度達到4.5米。

新能源汽車正在蓬勃發(fā)展。新能源汽車的動力核心是動力電池。為了減輕整體車輛重量，動力電池的托盤通常由鋁合金制成。托盤組裝和焊接。每個托盤都有幾十個焊縫。而且，焊接頭焊接的強度要求高，焊接頭焊接的效率要求高。傳統(tǒng)的電弧焊和傳統(tǒng)的激光頭焊接很難滿足要求，激光頭 - 電弧復合焊頭的焊接是一種非常合適的連接方法。

3、石化行業(yè)

通過對石油輸送管道激光-MAG弧復合焊接工藝的研究，發(fā)現(xiàn)焊接后，與單獨使用激光頭作為熱源相比，激光頭 - 電弧復合焊接頭焊接可以使穿透深度增加20％，焊接頭焊接工藝更穩(wěn)定，飛濺少，焊縫成型好，熔合寬度比好，無底切，無熔合等焊接頭焊接缺陷。焊后，X射線探傷孔隙率控制在一定范圍內(nèi)，不影響焊接頭焊接質(zhì)量，滿足工程要求。

Laser-MIG復合焊接頭焊接用于焊接頭焊接油箱。由于增加了激光頭發(fā)出的激光，焊接頭焊接深度得到了很大的改善，從而可以進行單面焊接，避免了雙面焊接頭焊接對操作造成的不便。不僅提高了焊接頭焊接質(zhì)量，而且在提高焊接頭焊接效率和生產(chǎn)能力方面也取得了重大突破。目前，激光頭 - 電弧復合焊頭已廣泛應用于德國油罐制造業(yè)。

4、航空航天領(lǐng)域

在航空航天領(lǐng)域，激光頭-MIG / MAG電弧復合焊接頭焊接技術(shù)也已應用于中厚板高強度鋼的焊接頭焊接。實現(xiàn)了7mm厚3CrMnSiA非預熱激光頭-MAG弧復合焊接頭焊接，大大降低了工人的勞動強度，提高了焊接頭焊接生產(chǎn)效率。

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