前言：隨著焊接技術(shù)的不斷研究和創(chuàng)新，一種高質(zhì)高效的焊接技術(shù)在船舶工業(yè)的制造的領(lǐng)域中得到不斷的應(yīng)用，這是一種新型的，特殊的焊接方法--激光--MIG復(fù)合焊。我們知道在金屬連接技術(shù)工藝?yán)镆环矫嬉�求焊接速度高變形小，另一方面要有很好的焊縫搭橋能力。大家知道傳統(tǒng)單一的激光焊接工藝是不可能解決上述問題的。
毋庸質(zhì)疑激光焊和熔化極氣體保護(hù)焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了并且它們在材料連接技術(shù)里有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。激光復(fù)合焊就是將這兩種焊接技術(shù)（激光焊接和電弧焊接）有機(jī)的結(jié)合起來，從而獲得了優(yōu)良的綜合性能，在提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝性的同時，改善了成本效益比。目前，激光復(fù)合焊已在船舶工業(yè)上取得了令人矚目的成績，并且這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性也是非常誘人的。尤其重要的是，激光復(fù)合焊的焊接精度高，可以獲得非常好的機(jī)械/工藝性能。復(fù)合焊的激光電源可以選配不同的激光源，目前主要研究的是將：CO2激光，YAG激光，光纖激光與GMAW工藝的復(fù)合。怎樣使用焊縫跟蹤系統(tǒng)的激光復(fù)合焊小車，進(jìn)行長焊縫的焊接，被提到研究日程。
1.簡介
優(yōu)質(zhì)高效，低變形和易實(shí)現(xiàn)自動化裝配，激光焊在鋼結(jié)構(gòu)件的焊接上具有廣闊的前景。激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)可提高焊縫搭橋能力，則對間隙較大時的焊接有著重大的意義。激光焊和熔化極氣體保護(hù)焊工藝的開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有著很長的時間了，在工業(yè)領(lǐng)域和材料連接技術(shù)領(lǐng)域已被廣泛的應(yīng)用，兩種焊接方法因能量傳輸?shù)焦ぜ�的過程和能流的形成都有有所不同，使其形成了各自特定的應(yīng)用領(lǐng)域。
激光束焊通過光纖將能量從激光發(fā)射器傳輸?shù)焦ぜ�上。而電弧焊則利用大電流，通過電弧弧柱傳輸能量。激光焊的焊接熱影響區(qū)非常窄，焊縫的縱橫比很高。由于它的聚焦直徑很小，激光束焊的焊縫搭橋能力很差。但另一方面，激光束焊的焊接速度非常高。
電弧焊的能量密度比較低，因而在工件表面的聚焦的直徑比較大，而且焊接速度相對較低。激光復(fù)合焊就是將這兩種焊接技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，從而獲得了優(yōu)良的綜合性能，在提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)工藝性的同時，改善了成本效率比。目前，激光-復(fù)合焊已在汽車工業(yè)的應(yīng)用上成績斐然，同時在造船工業(yè)上這種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性也是非常誘人的：更高的連接速度，并且可以獲得非常好的機(jī)械/工藝性能。
早在20 世紀(jì)70年代，人們就已經(jīng)知道如何把激光和電弧有機(jī)的結(jié)合在一種工藝?yán)锸褂谩５珡哪且院螅�在相�?dāng)長的一段時間內(nèi)，沒有再進(jìn)行深入的研究。近來，人們再次將注意力轉(zhuǎn)向這一課題，嘗試開發(fā)了激光復(fù)合焊技術(shù)。當(dāng)然，這其中的一個原因是：在早期，激光器尚未在工業(yè)上得到普遍應(yīng)用，而現(xiàn)在激光器已成為許多工廠的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。
激光焊與另一種焊接方法相結(jié)合的焊接技術(shù)稱為激光復(fù)合焊，激光束和電弧同時作用于焊接區(qū)，互相影響和支持�，F(xiàn)在的研究方向是探求這種工藝特性更廣，更深的焊接應(yīng)用領(lǐng)域。一個典型的例子就是將CO2激光GMA復(fù)合焊工藝應(yīng)用在造船工業(yè)上。在此我們將示證和討論應(yīng)用于這種應(yīng)用領(lǐng)域的可能性。
2. 激光焊接工藝
激光焊不僅需要很好的激光源，而且需要高質(zhì)量的激光束，以確保能夠獲得期望的“深熔深焊接”。高質(zhì)量的激光束可以實(shí)現(xiàn)更小的聚焦直徑或更大的焦距。線能量極低，變形量顯著減小。與先進(jìn)的自動化弧焊一樣，對于大型工件的激光焊接來說離線編程，焊縫跟蹤及其它必要的焊接控制系統(tǒng)也是必需的。
如果單純的用激光焊接，其焊縫接頭的間隙最大為0.1至0.2mm,然而更寬的間隙需要我們加入填充金屬，通常填充金屬的加入可使焊縫搭橋能力達(dá)到0.4mm。在工業(yè)領(lǐng)域中已有使用12 kW的CO2激光源。此時激光的傳導(dǎo)通過鏡面進(jìn)行。激光束以300mm聚焦距離通過聚焦裝置作用在工件上。4 kW的燈浦YAG激光和7KW的光纖激光也出現(xiàn)在這項(xiàng)研究中。
3. 激光-MIG（LaserHybrid）復(fù)合焊
激光焊接金屬時的激光束聚集強(qiáng)度可達(dá)106W/cm2以上。當(dāng)激光束點(diǎn)擊在材料表面時，該點(diǎn)的溫度迅速升高到揮發(fā)溫度，并由于金屬蒸汽的揮發(fā)形成揮發(fā)孔。焊縫最顯著的特征是具有很高的深寬比。MIG電弧焊接自由燃燒的電弧能量密度稍高于104W/cm2。
激光束在焊縫頂部向其輸入熱量，同時電弧也向焊縫輸入熱量。激光-MIG復(fù)合焊不是兩種焊接方法依次作用于焊接區(qū)域，而是同時作用于焊接區(qū)域。激光和電弧同時影響焊接的性能。不同的電弧或激光工藝的使用及采用何種工藝參數(shù)都會對焊接工藝帶來不同的影響效果。