近年來(lái)，激光加工技術(shù)廣泛普及，越來(lái)越多的行業(yè)在產(chǎn)業(yè)升級過(guò)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，可應用在動(dòng)力電池、汽車(chē)白車(chē)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(cháng)、作用時(shí)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(cháng)不同的光束進(jìn)行同軸合成之后同時(shí)作用于焊接位置。

 

中心光束：能量密度高、光斑區域小，進(jìn)行深熔焊接、提供主要焊接能量

 

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

 

激光焊接過(guò)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?zhuān)入x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(guò)程中，等離子體傾向于向電弧中心方向移動(dòng)，當有激光照射在材料表面會(huì )產(chǎn)生大量等離子體，這些等等離子體會(huì )加強電弧的方向性和穩定性，提高電弧的挺度。當激光電弧復合焊過(guò)程中采用電弧在前，激光在后的焊接方式后，電弧會(huì )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，還能調整焊縫化學(xué)冶金成分，改善接頭力學(xué)性能。

 

激光焊接根據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(shí)現對材料加熱完成焊接的過(guò)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(guò)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(diǎn)直徑很小，因此熱作用區域小。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(shí)現小間隙的焊前裝配困難。

 

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

 

激光焊接時(shí)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(shí)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??；

 

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

 

焊接速度低，如果速度過(guò)大會(huì )造成電弧不穩定；

 

焊接熱輸入大，熱影響區大，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(shí)的局限性，同時(shí)可以實(shí)現1+1＞2的特有效應。激光和電弧的復合實(shí)質(zhì)是光致等離子體和電弧的耦合

 

復合焊接優(yōu)勢特點(diǎn)

 

1.焊接表面光滑平整，未出現發(fā)黑發(fā)黃現象，無(wú)裂紋，密封性良好；

 

2.相對于傳統焊接，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(guò)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(diǎn)現象，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。