激光气体保护焊接技术

2009/3/5/11:14作者：张敏    在激光气体保护焊接技术中，随着激光射束的发射同时还有两束气体保护焊电弧也作用在熔池中，三个焊嘴同时集成在一个自动焊的焊头中，附加的焊接电弧使激光气体保护焊接技术与传统的激光复合焊接技术有了本质的区别。  

　　激光焊接技术与电弧焊接技术之间一方面有着激烈的竞争，而另一方面两者之间的结合又有着创新性的效果。在所谓的激光气体保护焊接技术中，两者的结合具有更高的焊接效率，而且还可节省成本。在2001年的焊接与切割专业展览会期间，Fronius公司首次展示了实用经济性的激光保护气体焊接设备。从那时起，共有65套这样的焊接设备投入到汽车工业大批量生产的工业化应用之中。在汽车的生产制造中，这些激光保护气体焊接设备用于铝合金和钢材的车轴、车门以及车顶框架等结构的焊接，最大焊接板材厚度可达4mm。 

　　 新型激光气体保护焊的研发 

　　Fronius公司计划在2009年，将激光和两个保护焊电极的焊接、切割设备投放市场。该系列设备采用的激光气体保护焊接技术综合了激光焊接和气体保护焊接两种焊接工艺技术的优点。其应用的多样性和特定的优点源于激光和气体保护焊焊嘴共居于一个自动焊头中，同时激光焊接光束和两条气体保护焊的电弧共同作用于焊接件的熔池中。 

　　第一次将激光焊接和气体保护焊融合在一起的焊接试验可以追溯到20世纪80年代。但是20年来，这一技术一直徘徊在实验室中，始终没有迈出实验室的大门。在这一复合焊接的工艺技术中，激光光束和保护焊电弧同时作用于焊接件的焊缝处。激光光束以极高的能量深深地熔化到焊接件的内部；MSG气体保护焊接系统则在发出焊接电弧的同时连续输送焊材，形成一个宽平的表面焊缝。这种复合焊接技术综合了激光焊接的优点（焊接速度高、焊接热影响区域小、焊缝深）与气体保护焊的优点（很好的焊缝连接能力、很高的焊缝强度以及可以通过使用的焊材，有目的地改善焊缝质量的能力）。

 

　　根据激光气体保护焊应用经验，用户希望激光气体保护焊设备功能更强大，重点是要解决对厚度较大的钢板进行焊接，有更好的熔化方式和更快的焊接速度。根据Fronius公司技术人员的工艺分析和使用评价，认为激光加上两个保护焊电极的复合焊接技术是最佳的解决方案。在这一方案中，最主要的问题是：将激光焊嘴与两个气体保护焊的焊嘴集成在一个尽可能小的自动化焊头中，激光焊接光束和电弧之间的间距应尽可能小（如图1）。除了焊接技术的因素之外，焊头的大小和运动性能、可接近性能都是需要解决的技术问题。