高能束流焊接技術(shù)的新進(jìn)展

    當(dāng)前高能束流焊接被關(guān)注的主要領(lǐng)域是：①高能束流設(shè)備的大型化—功率大型化及可加工零件（乃至零件集成）的大型化。②新型設(shè)備的研制，諸如，脈沖工作方式以及短波長(zhǎng)激光器等。③設(shè)備的智能化以及加工的柔性化。④束流品質(zhì)的提高及診斷。⑤束流、工件、工藝介質(zhì)相互作用機(jī)制的研究。⑥束流的復(fù)合。⑦新材料的焊接。⑧應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。
激光焊接的最新進(jìn)展
1 新型激光器
（1）直流板條式（DC Slab） CO2 激光器、（2） 二極管泵浦的 YAG 激光器、（3） CO 激光器、（4）半導(dǎo)體激光器、（5）準(zhǔn)分子激光器。
2 激光器功率的大型化、脈沖方式以及高質(zhì)量的光束模式
    以美國(guó) PRC 公司為例，幾年前，用于切割的 CO2 激光器功率主要是 1500~2000W ，而近期的主導(dǎo)產(chǎn)品是 4000~6000W ， 6000W 可切割的不銹鋼厚度、碳鋼厚度分別為 35mm 和 40mm。
3 設(shè)備的智能化及加工的柔性化
    尤其是對(duì) YAG 激光，由于可用光纖傳輸，給加工帶來(lái)了極大的方便。
    其主要特點(diǎn)是：①一機(jī)多用。②采用一臺(tái)激光機(jī)可進(jìn)行多工位（可達(dá) 6 個(gè)）加工。③光纖長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá) 60m 。④開(kāi)放式的控制接口。⑤具有遠(yuǎn)距離診斷功能。
4 束流的復(fù)合
    最主要的是激光－電弧復(fù)合。深熔焊接時(shí)，熔池上方產(chǎn)生等離子體，復(fù)合加工時(shí)，激光產(chǎn)生的等離子體有利于電弧的穩(wěn)定；復(fù)合加工可提高加工效率；可提高焊接性差的材料諸如鋁合金、雙相鋼等的焊接性；可增加焊接的穩(wěn)定性和可靠性；通常，激光加絲焊是很敏感的，通過(guò)與電弧的復(fù)合，則變的容易而可靠。
    激光－電弧復(fù)合主要是激光與 TIG 、 Plasma 以及 GMA 。通過(guò)激光與電弧的相互影響，可克服每一種方法自身的不足，進(jìn)而產(chǎn)生良好的復(fù)合效應(yīng)。
    GMA 成本低，使用填絲，適用性強(qiáng)，缺點(diǎn)是熔深淺、焊速低、工件承受熱載荷大。激光焊可形成深而窄的焊縫，焊速高、熱輸入低，但投資高，對(duì)工件制備精度要求高，對(duì)鋁等材料的適應(yīng)性差。 Laser-GMA 的復(fù)合效應(yīng)表現(xiàn)在：電弧增加了對(duì)間隙的橋接性，其原因有二：一是填充焊絲，二是電弧加熱范圍較寬；電弧功率決定焊縫頂部寬度；激光產(chǎn)生的等離子體減小了電弧引燃和維持的阻力，使電弧更穩(wěn)定；激光功率決定了焊縫的深度；
    從能量觀點(diǎn)看，激光電弧復(fù)合對(duì)焊接效率的提高十分顯著。這主要基于兩種效應(yīng)，一是較高的能量密度導(dǎo)致了較高的焊接速度；二是兩熱源相互作用的疊加效應(yīng)。
    GMA 、激光加絲和激光電弧復(fù)合三種方法焊接時(shí)線能量、焊縫斷面以及能量利用率的比較。