1.在船舶制造中的应用

激光-电弧复合热源焊在船舶制造的许多方面显示出其独特的优势，尤其是它的搭桥能力相对激光焊而言得到显著加强。最大的焊件间隙可以放宽至1mm，大大减小了船舶建造中焊前装配的工作量和加工成本，可以提高工效、缩短作业时间并降低成本支出。激光-电弧复合焊的另一个主要优点就在于其焊接变形量非常小，焊后的修整工作量大为减少。激光-电弧复合焊技术越来越受到各国造船厂的重视，欧洲的造船厂已经将激光-电弧复合焊工艺应用于实际生产中。如德国、芬兰、意大利的船厂都有激光复合焊的生产线。美国海军在造船用的厚钢板连接上应用了激光-MIG电弧复合焊，单道焊熔深达15mm，双道焊熔深达30mm。

激光-电弧复合热源焊应用于造船业的第一条生产线于2002年在德国造船厂实现，该生产线采用CO₂激光-MIG（GMAW）复合热源，主要用于船体平板和加强肋的焊接。工艺过程实现自动化，如平板对接焊流程：计算机控制板料进给速度和边缘定位；板料夹紧；焊缝焊前研磨机预处理；板料进给拼缝；复合焊接；夹具松开，板料移走。可对20m×20m的部件进行平板焊接，而无须翻转焊件。对接焊可焊厚度达15mm且焊接速度达3.0m/min，可以焊接长20m、厚12mm钢板的角焊缝。

平板对焊焊枪一次可行走范围为20m×20m，焊缝间隙熔宽达1mm，与常规电弧焊相比，复合焊热输入减少10%，5mm厚板的对接焊，焊接速度可提高3倍以上。一些大中型造船厂的中厚板焊接都采用了该项技术。

近年来，一些船体中开始引进铝合金结构，特别是快艇、渡轮、巡逻艇、豪华游船等。传统的焊接方法可焊铝合金种类有限，容易产生缺陷，使铝合金不能充分发挥其优点，限制了它们在造船业中的进一步应用。激光-电弧复合热源焊则可克服上述缺点，是一种有效的解决方法。除了工艺适用的广泛性外，高的生产效率在造船这种长周期的制造工业中更为重要。

2.在汽车制造中的应用

汽车行业中，随着车辆运输设备朝着轻量化发展。车身框架结构中也更多地引入了铝、铝镁等轻质合金，其主要目的是节约能源、减少污染、改善车辆机动性能以及车身材料的再生性。典型的铝合金车型有德国大众的AudiA2、A8及日本本田的NXS，大众的新款Audi A8更是采用了全铝合金框架结构。在铝合金车身焊接中以前主要是采用激光焊和熔化极气体保护焊，随着激光-电弧复合热源焊工艺的成熟，车身焊缝复合焊所占的比例也逐步上升。AudiA8车身焊缝中有4.5m长激光-电弧复合热源焊，主要分布在车架的横向顶框上各种规格和形式的接头。其激光输出功率为3.8kW，焊接速度为3.6m/min，送丝速率为4.5m/min。辉腾（Phaeton）系列车身中，所有的车门也都采用了复合焊，车门的焊缝总长为4980mm，有7条MIG焊缝（总长380mm）、11条激光焊缝（总长1030mm），激光-MIG复合焊缝总长3570mm。用于汽车车身制造的激光-MIG复合焊焊枪，安装在弧焊机器人手臂上，几何尺寸小，适合任何空间位置的焊接，在各方向上的调节精度达到0.1mm。

3.在石油化工油罐管道中的应用

石油化工的油罐、管道连接也是激光-电弧复合热源焊一个重要的应用方面。通常的石油管道壁厚较大，常规电弧焊需要设计特殊的坡口，进行多道焊。在反复的引弧、熄弧阶段易产生缺陷。激光-电弧复合焊则充分利用电弧焊的桥接能力和激光焊的深熔性，能一次单道焊接成形，减少焊接缺陷，提高焊接效率。

管道激光-MAG复合焊的焊接装置如图7-5所示，它是由安装在复合焊接系统上的激光头和气体保护焊枪构成。X60钢管激光-MAG复合焊的焊缝形貌如图7-6所示，熔深为11mm，焊接速度为1m/min，焊接的焊缝没有缺陷。

由Nd∶YAG激光-MAG复合焊焊接的钢管，获得了满足管线钢验收标准BS4515和API5L的深熔焊缝。焊缝低温冲击韧度可以满足要求，X60钢管激光-MAG复合焊焊缝的低温冲击吸收能量见表7-3。(www.daowen.com)

焊接X80管线钢不同焊接位置焊缝截面的宏观形貌如图7-7所示。焊缝质量良好，无内部缺陷，冲击韧度满足要求。焊缝硬度很高，在酸性环境服役时需要进一步考虑。

图7-5 管道激光-MAG复合焊的焊接装置

图7-6 X60钢管激光-MAG复合焊焊缝形貌

表7-3 X60钢管激光-MAG复合焊焊缝低温冲击吸收能量

图7-7 不同焊接位置焊缝截面的宏观形貌

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