焊接工艺中的实力新星——激光复合焊技术

     激光复合焊接是材料加工应用中的一种新型工艺，它具有焊接效果深、焊道窄、焊速快、热输入低、热影响区小、热变形小、焊缝质量高、返工率低以及可实现单面焊双面成形等优点，在工业领域得到了广泛应用。借助高精度大型龙门式机器人的帮助，激光复合焊工艺自动化已经成为最前沿的制造技术。

    非脉冲光纤激光器

    激光复合焊要采用波长在880到1100纳米，功率高达8到16千瓦的非脉冲光纤激光源。之所以采用光纤激光器，是因为其操作较为灵活。而加工的工件如果厚度很大的话，可能需要的功率会更高。目前为止，只有少数激光器制造商可以满足要求。在实际操作中，由于激光器功率很大，会产生极高的温度，因此冷却系统的作用非常关键。

    激光焊头

    激光复合焊工艺需要对光束的传输路径进行精确的控制，这样才能使能量足够集中。光束控制是由光路传输系统，也就是通常所说的激光焊头来执行的。除了要满足精度要求之外，焊头还必须坚固耐用，以满足在各种极端工作条件下的使用。焊接过程中可能会产生高温飞溅物，因此焊头还应配备专用的气帘和防护镜片。

    柔性加工

    如果说激光复合焊是强悍的武器，那与其配套的机器人就是操作武器的手臂，也对焊接效果起到至关重要的作用。对机器人的要求包括精确的路径和重复定位、大负载以及较大的工作范围等。通常，使用高精度大型龙门式机器人就可以满足以上要求，提供柔性化的加工能力。

    安全性

    由于激光复合焊需使用高功率激光，存在一定的安全隐患，因此应努力确保相关的安全措施做到尽善尽美。激光焊接车间必须加装特殊的传感器与开关控制来防止激光误射，还必须设有急停控制装置。通过以上措施避免光束外泄的风险，增加操作安全性。

    实际应用

    某工厂采用激光复合焊接系统，对重型移动式起重机的长臂架执行焊接作业。使用龙门架悬挂式机器人，可以完成对弧焊喷嘴、激光头、焊缝跟踪、气电管道、电缆等各种设备的控制，确保激光系统的顺畅和高效运作，实现对工件连接处纵向焊隙进行灵活定位和精准焊接。

    在加工超长伸缩臂时，减少高强度钢焊材的填充量可以有效减少起重机臂架重量。实践证明，即便是以两倍的速度进行焊接，激光复合焊效果也要原远优于常规工艺，不仅不会引起实质性的焊接热变形，而且能够实现对接焊一次性焊透效果，无需在底部进行再处理。

    准备焊接系统升级

    今天，人们对产品质量的要求日益提高；对新技术、新工艺的兴趣也日益浓厚；近些年来，随着技术的不断完善，激光器的成本大大降低。所有这些都促使人们将目光聚焦到激光复合焊这种先进的焊接技术上来。同时，这一技术也是自动化，工艺控制和冶金等研究的交叉领域。激光复合焊在大量研发工作的支持下已经取得了长足的发展，如能够跟自动化生产系统默契配合，必将大大提升企业的竞争力。