高功率激光复合焊

随着制造业对高效、便捷、自动化的急切需求，激光技术逐渐受到广泛关注并被迅速应用于各个领域，其中激光焊接是一项重要的技术领域。本文将深入探讨激光焊接中的一种关键方法——激光复合焊，涵盖其基本原理、优势、应用领域以及未来发展前景，特别强调其在焊接厚板方面的卓越性能。

激光复合焊：创新融合的焊接方法

激光复合焊是将激光束与电弧相结合的一种独特焊接方式。通过将这两种能量源在焊接过程中交互作用于共同的熔池中，激光复合焊取得了显著的突破，表现出出色的焊接速度、熔深和工艺稳定性。自上世纪80年代末以来，随着高功率激光器技术的持续演进，激光复合焊技术得以迅速发展，材料厚度、材料反射率、间隙桥接等问题不再是制约因素，该方法已成功应用于中厚材料零部件的焊接领域。

1. 突显特点：协同增效

激光复合焊接过程中，激光束与电弧在同一熔池中相互作用，产生狭长而深刻的焊缝，从而显著提高了焊接生产效率。

2. 基本原理：克服优势与劣势

激光焊接因其极窄的热影响区而备受推崇，激光束能够集中在微小区域内，产生深而细致的焊缝，从而实现更高的焊接速度，并减少热输入，降低焊接零件的热变形风险。然而，激光焊接在缝隙桥接方面存在挑战，对工件装配和边缘准备要求极高，同时对于高反射率的材料，如铝、铜、金等，激光焊接难以应对。与之相反，电弧焊接在间隙桥接能力方面表现出色，且电效率高，能够有效地焊接高反射率材料。然而，电弧焊接的低能量密度使得焊接速度变慢，焊接区域会受到大量热输入，从而引发焊接零件的热变形问题。为弥补各自的不足，高功率激光束与高能量效率的电弧相结合，混合效应使得工艺的缺陷得以弥补，各自优势互补。

3. 卓越优势：实现平衡

激光焊接和电弧焊接各自存在一些缺陷，激光焊接在缝隙桥接方面有限，电弧焊接在焊接厚板时热输入较大，容易导致热变形。激光复合焊接将二者有机结合，互补各自的不足，达到了焊缝深度、速度和强度的均衡。

5. 应用与前景：开拓新局面

随着高功率激光器技术的成熟，激光复合焊逐渐在多个领域得以广泛应用。其突出的焊接效率、优秀的间隙容忍度以及深刻的焊接熔深，使其成为中厚板焊接的首选方法。在大型装备制造领域，激光复合焊更有可能取代传统焊接方法。其应用范围涵盖工程机械、桥梁、容器、管道、船舶、钢结构、重工等工业领域。

根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年中国激光电弧复合焊行业市场行情监测及未来发展前景研究报告》显示，中国作为激光设备生产大国，激光设备行业在2021年的产量已超过20万台。其中，激光焊接设备约占激光设备市场份额的27.3%，成为市场的主流设备之一。尽管大功率激光复合焊在国内市场仍受进口设备的制约，主要来自德国、意大利、英国和美国等国家的厂商，但国内企业在技术、人才和应用方面的不断创新，正在推动国产设备逐步替代进口。这一趋势日益显著，国产大功率激光复合焊的发展前景充满希望。

通过对激光复合焊技术的详细探讨，我们可以清晰地了解到其在焊接领域中的重要性和前景，特别是在焊接厚板上的优越性。这种创新的融合方法为制造业的高效生产和自动化提供了有力支持，同时也为我国激光设备行业的进一步发展打开了新的机遇之门。