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)展高技術船舶和高附加值船舶等政策，加快了造船業(yè)的轉型升級。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。激光焊接頭技術是船舶加工制造和船舶工業(yè)發(fā)展的關鍵技術。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效率和焊接頭焊接質量直接影響船舶加工和制造的生產周期，成本和船體質量。因此，高效優(yōu)質的船舶焊接頭焊接技術是實現中國船舶產業(yè)轉型升級的重要因素，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業(yè)的快速發(fā)展和列車的不斷加速，轉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，對轉向架技術提出了更高的要求。必須不斷開發(fā)和改進轉向架構架，改進設計，材料和技術，以滿足性能要求。激光焊接頭的質量已成為確保轉向架框架質量的重要環(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。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）提高焊接頭焊接質量和焊縫成型;

2、激光頭- 電弧復合焊頭接可以實現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域非常廣泛：隨著激光頭 - 電弧復合焊接頭焊接技術的發(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，大大提高了厚板焊接頭焊接應用中的焊接頭焊接質量和生產效率。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應用于汽車門，側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，不影響焊接頭焊接質量，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量，而且在提高焊接頭焊接效率和生產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、航空航天領域

在航空航天領域，激光頭-MIG / MAG電弧復合焊接頭焊接技術也已應用于中厚板高強度鋼的焊接頭焊接。實現了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效率。

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