复合热源

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激光+电弧复合热源焊接技术的应用
哈尔滨焊接研究所（HWI）将激光+MAG电弧复合热源焊接技术应用于大屏幕显示屏 壳体及某型号减震器缸体的焊接中，如图1.46所示，焊接过程中，MAG电弧熔滴过渡分 别采用短路过渡、脉冲射滴过渡，所得复合焊接焊缝质量优良。
Phaeton车门
Phaeton车门焊缝接头
A8复合焊接
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激光+电弧复合热源焊接技术的应用
激光+MIG/MAG复合焊接可单道成型，与常规的电弧、埋弧多道焊相比，缩短了生产 周期，因此先后在德国Meyer-Werft及Kvaerner Warnow Werf t、丹麦Odense、芬兰 Kvaerner Masa及意大利Fincantieri等船舶制造厂先后投入生产。
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激光+电弧复合热源焊接技术的原理
焊接过程中，激光与电弧相互作用，即充分发挥了各自的优势，又互为补 充：激光吸引、压缩电弧，降低了电弧的电压，提高了电弧的电流密度，从而 增加焊缝熔深，同时增强焊接过程的稳定性；电弧的加入，降低了激光焊接对 工件装配精度的要求，同时提高工件对激光能量的吸收率。激光与电弧的复合 ，形成了一种新的高效焊接热源。
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激光+电弧复合热源焊接技术的研究现状
胡绳荪等人采用谱线Stark展宽法估算了TIG电弧、激光及其复合焊接状态下的电子密 度发现，单独激光焊接时，由于激光等离子体的电子密度很高（15×1017 cm-3）而使 AlⅠ3961.5Å和AlⅠ3944.0Å谱线产生严重自蚀，复合电弧电子的密度降低（5.2×1017 cm-3）而使这两条谱线的自蚀现象减弱。
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III.激光与熔化极惰性气体保护焊 (Laser-MIG)
IV.激光-双电弧焊接
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激光+电弧复合热源焊接技术的应用
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激光+电弧复合热源焊接技术的应用
目前，激光+MIG电弧复合焊接焊缝比例在大众、奥迪公司的Phaeton、宝来、Audi A2 、Audi C6、Audi A8等型号车身焊接中逐渐增加。
焊接在实际生活中扮演着重要的角色
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激光+电弧复合热源焊接技术的提出
电阻焊
主要焊接方法
激光焊
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激光+电弧复合热源焊接技术的提出
•设备简单 •操作灵活 •适用于多种材料 •激光焊能量密度高 •加热集中 •对材料热损伤小 •焊缝深宽比大 •焊接接头残余应力低
同轴复合是指激光与电弧同轴作用在工件 的同一位置，即激光穿过电弧中心或电弧 穿过环状激光束中心到达工件表面
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激光+电弧复合热源焊接技术的原理
I. 激光与钨极氩弧焊(Laser-TIG)
II.激光与等离子弧焊接(Laser-PAW)
激光+电弧复合方式
ห้องสมุดไป่ตู้
电弧焊
•电弧焊接效率低 •焊接变形大 •热影响区大 •焊接接头性能低
•焊接成本高 •工装精度高 •容易产生焊接缺陷 •高反射率材料焊接困难 •光束能量利用率低
激光 焊
激光+电弧焊 接
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激光+电弧复合热源焊接技术的提出
在此背景下，Steen W.M教授于上世纪七十年代末首次提出激光+电弧复 合焊接技术的概念，其主要思想是有效利用电弧能量、显著提高激光能量的 利用率、获得较大的焊接熔深，同时提高激光焊接对焊缝组对间隙的适应性 ，实现高效率、高质量的焊接。激光与电弧相互作用形成的是一种增强适应 性的焊接方法，它避免了单一焊接方法的一些缺点和不足。
Biffin J等人在激光+等离子弧复合焊接中发现，等离子弧预热、熔化母材表面，降低 了表面对激光的反射率，提高了母材对激光的吸收率。
Phillip W. 等人对YAG激光+TIG同轴复合状态下的电弧对YAG激光的吸收率进行研究 发现，电弧和等离子体对波长1.06μm的YAG激光的吸收几乎可以忽略不计（<1%）。
激光+电弧复合热源焊接技术
Laser + Arc Hybrid Welding
陆伟
主要内容 激光+电弧复合热源焊接技术的提出 激光+电弧复合热源焊接技术的原理 激光+电弧复合热源焊接技术的应用 激光+电弧复合热源焊接技术的研究现状
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激光+电弧复合热源焊接技术的提出
显示屏壳体焊接过程
减震器缸体焊后外观
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Steen W. M.等人在激光+TIG复合焊接研究中发现，激光对电弧具有吸引、压缩作用。
激光+电弧复合热源焊接技术的研究现状
Ouden den G等人在500W小功率YAG激光+TIG电弧复合焊接中发现，激光等离子体 的带电粒子在电弧电压的作用下定向运动，产生了一个极，对电弧阴极的热发射具有促进 作用，降低了电弧引燃电压，复合焊接引燃电压仅为原来的1/20。同时，激光产生的高密 度等离子体与电弧相互作用，使电弧电压变化很小，同时对电弧产生引导及压缩作用而稳 定电弧。
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激光+电弧复合热源焊接技术的原理 根据激光与电弧的相对位置，复合热源焊接技术分为旁轴复合和同轴复合两种 方式。 聚焦镜
聚焦镜
激光束 1 保护气 激光束 2
电极
电弧 电极
旁轴复合是指激光束与电弧以一定角度 作用在工件的同一位置，即激光从电弧 的外侧穿过到达工件表面