激光复合焊：稳定性优良、速度倍增的焊接工艺

已经发现靠近激光束作用点处TIG电弧可以自动跟踪激光束的加热点，Eboo^[39]发现只有焊点附近的温度为300℃以上时才会有这种现象发生。TIG焊时电弧要么横向移动使焊接过程不稳定，要么是降低阻抗，电弧才能稳定，而激光与电弧复合焊可以使电弧更加稳定，如图4.32所示。只有当电弧电流比较低（小于80A）时自动跟踪现象才会发生。

该工艺的优点是电弧与激光都在工件的同一侧，在成本增加不大的情况下激光复合焊的焊接速度是TIG的2倍。激光复合焊对熔深有一定程度的增加^[32]。由于激光复合焊的熔池比单独激光焊的熔池要大，因此在非常高的速度进行焊接时将给焊缝成形带来很多问题，然而熔池的增加程度并不像想象的那么大。Steen和Eboo^[39，40]分别对激光和电弧的热流模型进行了研究，结果表明激光和电弧两者的复合作用不是它们单独作用的叠加。这种现象的唯一解释就是在激光热点的作用下电弧的作用半径减小，如图4.33所示。激光复合焊导致与激光作用点相同位置处的电弧作用加强了，并且电弧的作用半径更小。如果不要求激光对电弧起到增强作用，这个工艺还具有其他优点，它可以对电弧起到引导作用。(www.xing528.com)

作为一种高速焊接新方法，该工艺正在拼接焊生产线、船用厚板焊接^[41，42]和镀锌钢板焊接等领域应用^[43]。Gu^[42]等人采用激光复合焊焊接了镀锌钢板，接头形式为搭接，焊接速度达到了5.5m/min。从焊接过程来看，匙孔稳定并且匙孔足够大，从而能够保证锌金属蒸气能够安全地排出。一个10mm厚板材经激光、等离子或剪切成形后没有作进一步的处理，如果采用12kW的激光及6kW的电弧进行复合焊接，焊接速度可以增加60%。当焊接12mm厚的钢板时，焊缝表面的氧必须被清除掉，否则就会产生气孔。