[电弧,激光,特点]机械激光―电弧复合焊接的技术特点及作用
什么是电弧焊？
什么是电弧焊？电弧焊是一种常用的金属焊接工艺，通过电流产生的弧光和热量将金属材料熔化，并借助填充材料将两个或多个金属工件连接在一起。
下面将从电弧焊的原理、应用及其优缺点等方面进行介绍。
一、电弧焊的原理与分类电弧焊的原理是利用电流通过两个导体之间产生的电弧，在电弧的高温状态下熔化金属，同时通过填充材料使其冷却后形成焊缝。
根据电源和焊接条件的不同，电弧焊可分为直流电弧焊和交流电弧焊两种。
1. 直流电弧焊：在直流电弧焊中，电流始终在一个方向上流动，这种焊接方式可实现更深的焊缝和更好的电弧稳定性。
直流电弧焊广泛应用于构造焊接、船舶制造和轨道交通等领域。
2. 交流电弧焊：交流电弧焊中，电流会不断地改变方向，这种焊接方式通常用于较薄的金属材料焊接。
与直流电弧焊相比，交流电弧焊融化的金属更少，但焊接速度更快。
二、电弧焊的应用领域电弧焊具有焊接速度快、生产效率高、焊接强度好等优点，广泛应用于以下领域：1. 制造业：电弧焊在制造业中扮演着重要的角色，例如汽车制造、造船和机械制造等行业。
使用电弧焊进行金属焊接可以提高制造工艺的效率，确保焊缝的强度和密度。
2. 建筑行业：电弧焊在建筑行业常用于焊接钢结构。
通过电弧焊进行焊接，可以使钢结构的强度符合设计要求，并且节省了施工时间。
3. 能源行业：电弧焊在能源行业中也得到广泛应用，例如石油、天然气和核电站等领域。
这些领域对焊接的质量和安全性要求很高，而电弧焊可以提供稳定可靠的焊接效果。
三、电弧焊的优缺点电弧焊作为一种常见的焊接工艺，具有以下优点和缺点：优点：1. 焊接速度快：电弧焊的焊接速度较快，可大大提高生产效率，适用于大规模生产。
2. 融合性好：电弧焊能够将焊接材料彻底融合在一起，焊缝牢固，焊接质量高。
3. 适用范围广：电弧焊适用于多种金属材料的焊接，具有较高的通用性。
缺点：1. 焊接变形严重：电弧焊时产生的高温和热量容易导致焊接变形，需要进行后续的调整和校正。
2. 焊接成本高：电弧焊需要耗费较多的电力和填充材料，导致焊接成本相对较高。
激光—MIG 复合焊接技术
种焊接方法依次作用，而 是两种焊接方法同时作用 于焊接区。激光和电弧在 不同程度和形式上影响复 合焊接的性能。
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Prof. Dr. Jian LUO : luojian@
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结束语
激光-MIG复合焊技术为汽车工业提供了一种全新的焊接 技术，它具有宽广的应用范围和高效的特性，同时减少投 资成本、缩短了生产时间、节约了生产成本和提高生产率， 具有更强的竞争力。此 外，激光复合焊两个电 弧相互作用，大幅提高 了焊接效率，焊接适用 性更广泛。
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在汽车工业中的应用
以VW Phaeton（辉腾）的车门焊接为例：为了在保证强度的同时又减 轻车门的重量，大众公司采用冲压、铸件和挤压成形的铝件。车门的焊缝 总长4980mm,现在的工艺是7条MIG焊缝(总长380mm)，11条激光焊缝(总长 1030mm)，48条激光-MIG复合焊缝(总长3570mm)。
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常见焊接工艺
常见焊接工艺焊接是一种将两个或多个工件连接在一起的加工方法，广泛应用于制造业和建筑领域。
常见焊接工艺包括电弧焊、气体保护焊、激光焊和摩擦焊等。
本文将对这些常见焊接工艺进行介绍。
一、电弧焊电弧焊是利用电弧产生的高温熔化工件并形成焊缝的方法。
常见的电弧焊包括手工电弧焊、氩弧焊和等离子焊。
手工电弧焊是最常见的焊接方法，操作简单，适用于各种材料的焊接。
氩弧焊使用惰性气体保护焊缝，焊接质量高，常用于不锈钢和铝合金的焊接。
等离子焊是在氩弧焊的基础上进一步改进的焊接方法，适用于焊接厚度较大的工件。
二、气体保护焊气体保护焊是在焊接过程中使用气体保护焊缝，防止氧气和其他杂质的侵入，提高焊接质量。
常见的气体保护焊有氩弧焊、惰性气体保护焊和半自动焊。
氩弧焊已经在上面提到过，适用于不锈钢和铝合金的焊接。
惰性气体保护焊使用惰性气体（如氩气）保护焊缝，适用于焊接不锈钢、铜和镍合金等材料。
半自动焊是通过焊丝自动送进焊缝，减少操作难度，提高效率。
三、激光焊激光焊是利用激光束的高能量将工件熔化并形成焊缝的方法。
激光焊具有高精度、高效率和无需接触的优点，适用于焊接薄壁材料和高反射材料。
激光焊分为传统激光焊和激光深熔焊。
传统激光焊适用于较薄的材料，焊缝较窄，适用于汽车和电子行业。
激光深熔焊适用于较厚的材料，焊缝较宽，适用于航空航天和能源行业。
四、摩擦焊摩擦焊是利用摩擦热产生的高温将工件熔化并形成焊缝的方法。
摩擦焊不需要外部热源和填充材料，适用于焊接铝合金、镁合金和铜等材料。
常见的摩擦焊包括摩擦搅拌焊和摩擦搅拌摩擦焊。
摩擦搅拌焊通过摩擦热将工件熔化，并通过机械搅拌来形成焊缝。
摩擦搅拌摩擦焊在摩擦搅拌焊的基础上增加了摩擦摩擦焊，进一步提高了焊接质量。
总结而言，常见的焊接工艺包括电弧焊、气体保护焊、激光焊和摩擦焊等。
每种焊接工艺都有其适用的材料和场景，选择合适的焊接工艺可以提高焊接质量和效率。
在实际应用中，还需要根据具体情况选择焊接参数和设备，以确保焊接的稳定性和可靠性。
各种焊接方法介绍
各种焊接方法介绍一、概述焊接是指通过加热或施加压力等方式将两个或多个金属部件连接在一起的工艺。
焊接是一种常用的金属连接方法，广泛应用于制造业和建筑业等领域。
本文将介绍几种常见的焊接方法。
二、电弧焊电弧焊是利用电弧产生高温熔化金属并在熔池中形成连接的一种焊接方法。
电弧焊可分为手工电弧焊和自动化电弧焊两种。
手工电弧焊主要用于小批量生产和维修作业，而自动化电弧焊则适用于大批量生产。
三、气体保护焊气体保护焊是利用惰性气体（如氩气）或活性气体（如二氧化碳）来保护熔池不受空气中氮、氧等元素的影响，从而实现高质量的金属连接。
常见的气体保护焊有TIG（钨极惰性气体保护焊）、MIG（金属惰性气体保护焊）和MAG（金属活性气体保护焊）等。
四、激光焊激光焊是利用高能量密度的激光束来熔化金属并实现连接的一种焊接方法。
激光焊具有高精度、高速度、无需填充材料等优点，适用于微小零件的制造和高精度连接。
五、电子束焊电子束焊是利用电子束来加热和熔化金属并实现连接的一种焊接方法。
电子束焊具有高能量密度、高深度、高质量等优点，适用于大型构件的制造和航空航天领域。
六、摩擦焊摩擦焊是利用摩擦产生的热量将金属加热并实现连接的一种特殊的焊接方法。
摩擦焊具有无需填充材料、无气体保护等优点，适用于铝合金等难以传统方式连接的材料。
七、超声波焊超声波焊是利用超声波振动将两个部件在接触面上产生相对运动，并通过局部加热实现连接的一种特殊的焊接方法。
超声波焊具有无需填充材料、环保等优点，适用于塑料、橡胶等材料的连接。
八、总结以上是几种常见的焊接方法，每种焊接方法都有其特点和适用范围。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的焊接方法，以确保连接质量和生产效率。
激光焊接作报告
哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室激光电弧复合焊接技术及其应用学生：学号：班级：2013年6月29日激光电弧复合焊接技术及其应用前言：虽然激光焊接具有很多优点,比如:能量密度高、焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接变形小、焊接过程不需填加金属、焊接效率高、重复性好、无需真空保护、光束可柔性传输和精细聚焦、系统集成度高等。
1但是,激光焊接技术仍具有很多不足之处,比如:焊接成本高激（光器价格昂贵、运行维护费用不菲）、工装精度高（无间隙或微小间隙,错边、对中要求严格）、容易产生焊接缺陷（气孔、缩孔、咬边、裂纹等）、高反射率材料焊接困难（铜合金、铝合金等）、光束能量利用率低等。
激光焊接的高成本、低适应性等问题极大地限制了该技术的在各领域的越来越广泛的应用因此,以激光为中心的激光+电弧复合热源焊接技术孕育而生，该技术可以弥补激光、电弧作为单一热源的不足,使其互为补充,从而形成了一种新型、先进的材料焊接加工技术。
随着现代焊接技术高效化、实用化的发展,适应新材料、新结构、高效优质焊接的生产需要，激光十电弧复合焊接技术必将在某些领域替代单一、传统的焊接工艺及方法；20 世纪 70 年代末，英国学者 W M Steen 等率先利用 TIG 和 CO激光实现了2激光-电弧复合焊。
近年来，随着电弧焊设备和激光器性能的提高，激光-电弧复合焊技术的发展日益加速，激光－电弧复合焊已成为激光焊接研究的热点方向，德国、美国、日本和瑞典等国家都在该领域做了大量的研究实践工作。
激光-电弧复合焊的应用研究主要是针对高速薄板焊接、中厚钢板焊接和铜铝合金等高反射材料的焊接等，涉及的行业包括汽车、造船、航空和石油管道等。
一、激光电弧复合焊接的原理激光－电弧复合焊接的原理如图 1 所示，激光与电弧同时作用于金属表面同一位置，焊缝上方因激光作用而产生光致等离子体云，等离子云对入射激光的吸收和散射会降低激光能量利用率，外加电弧后，低温低密度的电弧等离子体使激光致等离子体被稀释，激光能量传输效率提高；同时电弧对母材进行加热，使母材温度升高，母材对激光的吸收率提高，焊接熔深增加。
焊接工艺有哪些
焊接工艺有哪些焊接工艺是将工件通过加热和熔化金属材料，然后冷却形成连接的一种方法。
常见的焊接工艺包括电弧焊、氩弧焊、氩弧焊、激光焊、电阻焊等。
下面将详细介绍这些焊接工艺。
一、电弧焊电弧焊是利用电弧将工件熔化并形成连接的一种焊接工艺。
常见的电弧焊有手工电弧焊、埋弧焊、自动焊、气体保护焊等。
手工电弧焊是一种简单、灵活的焊接方法，适用于各种材料和工件的焊接。
埋弧焊是一种高效、高质量的焊接方法，主要用于厚板、大型结构的焊接。
自动焊可在定制焊接机器人或自动焊接设备配合下进行自动焊接。
气体保护焊是利用惰性气体（如氩气）来保护焊接过程中的电弧和熔池，以提高焊接质量。
二、氩弧焊氩弧焊是利用氩气作为保护气体的一种焊接工艺，主要用于焊接不锈钢、铝和镍合金等材料。
氩弧焊有钨极氩弧焊和氩弧焊两种形式。
钨极氩弧焊使用钨极作为电极，通常通过手工进行。
氩弧焊使用金属电极作为电极，可通过手工或自动焊接。
三、激光焊激光焊是利用高能激光束熔化工件并形成连接的一种焊接工艺。
其特点是焊接速度快、焊接热影响区小、焊缝质量高。
激光焊可以分为传统激光焊和激光深熔焊。
传统激光焊适用于较薄的金属板材，激光深熔焊适用于较厚的金属板材。
四、电阻焊电阻焊是利用通过工件中通电产生的电阻热将工件加热熔化并形成连接的一种焊接工艺。
电阻焊可分为点焊和缝焊两种形式。
点焊主要用于焊接薄板的接头，缝焊主要用于焊接较厚工件或接头。
五、等离子焊等离子焊是利用等离子体产生的高温熔化工件并形成连接的一种焊接工艺。
等离子焊具有高焊接速度、大焊接深度、无需熔化电极等优点，适用于焊接各种材料。
六、摩擦焊摩擦焊是利用摩擦热将工件表面熔化并形成连接的一种焊接工艺。
摩擦焊可分为摩擦搅拌焊和摩擦熔焊两种形式。
摩擦搅拌焊适用于焊接铝合金等材料，摩擦熔焊适用于焊接不锈钢等材料。
七、爆炸焊爆炸焊是利用爆炸产生的高温和压力将工件形成连接的一种焊接工艺。
爆炸焊主要用于焊接铝和铜等材料。
八、电子束焊电子束焊是利用电子束将工件熔化并形成连接的一种焊接工艺。
什么叫做激光焊
什么叫做激光焊激光焊是一种利用激光束作为热源进行焊接的高科技焊接技术。
通过控制激光束的能量密度和焦点位置，将焊接接头处加热至熔化状态，从而实现材料的熔接。
激光焊具有焊接速度快、热影响区小、焊缝质量高等优点，因此在诸多工业领域应用广泛。
激光焊原理1.激光束产生：激光束是由激光器产生的一束聚焦光束，其具有高能量密度和方向性。
2.激光能量吸收：激光束照射到工件表面时，能量将被吸收并转化为热能。
3.材料熔化：高能激光束照射到焊接接头处，使其升至熔化温度。
4.熔池形成：材料熔化后形成熔池，在激光束作用下熔池深度逐渐增加。
5.焊缝形成：当激光束移动时，熔池逐渐凝固形成焊缝。
激光焊优点•高能量密度：可在短时间内提供高能量，加快焊接速度。
•小热影响区：激光焊热输入小，降低工件变形风险。
•高精度：激光焊焊缝质量高，具有较高的焊接质量。
•无接触焊接：激光焊是一种非接触焊接方法，适用于高精度焊接。
激光焊应用领域激光焊技术在多个领域得到了广泛应用，主要包括但不限于以下几个方面：1.汽车制造：激光焊用于汽车车身焊接，提高了焊接质量和生产效率。
2.航空航天：激光焊广泛应用于航空航天领域的零部件加工和修复。
3.电子制造：激光焊在电子零部件的微细焊接中发挥着重要作用。
4.医疗器械：激光焊被用于医疗器械的制造和装配，保证产品的质量和卫生标准。
结语总的来说，激光焊作为一种高效、高精度的焊接技术，在工业生产中具有重要意义。
随着技术的不断进步和应用范围的扩大，激光焊将继续发挥着重要作用，为各行各业的生产与制造提供更加高效、高质量的解决方案。
机械焊接技术
机械焊接技术机械焊接技术是一种通过机械装置完成焊接工作的技术。
它是利用机械的力量将两个或更多的金属零部件连接在一起。
机械焊接技术被广泛应用于制造业和建筑业等领域，因为它可以提高生产效率，同时保证连接的牢固性和耐久性。
一、机械焊接的优点1. 提高生产效率。
机械焊接技术可以在短时间内完成大量的焊接工作，提高生产效率。
2. 减少劳动强度。
机械焊接工作具有自动化过程，操作简单，可以减少工人的劳动强度和安全风险。
3. 提高焊接质量。
机械焊接技术可以精确控制焊接参数，保证焊接质量。
4. 适用范围广。
机械焊接技术可以用于连接各种材料，例如钢、铸铁、铝等。
5. 耐久性强。
机械焊接技术焊接强度高，牢固性好，耐久性强，可以在各种恶劣环境下使用。
二、机械焊接的方法1. 螺栓连接法。
螺栓连接法是指将螺栓放置在预先钻好的孔中，并用螺母固定在一起，以便连接两个或更多的零部件。
2. 锁扣连接法。
锁扣连接法通过凸缘和凸缘孔来连接零部件。
该方法通常用于连接圆形截面的管道和管件。
3. 拉伸连接法。
拉伸连接法是将两个材料通过机械装置的力量拉伸到它们的极限，使其在一起。
该方法通常被用于连接金属材料。
4. 焊接连接法。
焊接连接法是指通过电弧焊、气焊或摩擦焊等方法将两个或更多的金属零部件连接在一起。
焊接技术是目前最常用的机械焊接技术之一。
5. 压接连接法。
压接连接法是通过将零部件置于机械装置中进行压接。
该方法由于没有热处理，对材料没有太大影响，因此被广泛使用。
三、机械焊接技术的应用1. 制造业。
机械焊接技术在制造业中广泛应用，例如汽车、飞机、电子设备、工业设备等。
2. 建筑业。
机械焊接技术在建筑业中应用广泛，例如梁、柱、钢结构等。
3. 其他应用。
机械焊接技术还被用于船舶制造、能源工业、电器维修等。
四、机械焊接工作中需要注意的问题1. 保证操作安全。
机械焊接工作需要注意安全问题，使用保护措施和操作规程。
2. 控制焊接温度。
控制焊接温度可以保证焊接质量。
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机械激光―电弧复合焊接的技术特点及作用
近年来，随着激光设备和电弧设备性能的提高，机械激光-电弧复合焊接技术也成为了研
究的重点，因而需要深入了解激光-电弧复合焊接技术的发展背景，总结技术特点延伸实际应
用，让激光-电弧复合焊接技术在实际需求中发挥重要作用。
一、机械激光-电弧复合焊接技术的发展背景
机械激光-电弧复合焊接技术是为了满足特定材料的加工焊接要求，综合利用机械激光
焊接和电弧焊接的优势，将其物理性能和能量传输性能以恰当的方式融合到一起，形成的一
种科学先进的技术手段。将电弧焊接和激光焊接技术取长补短的结合起来形成的激光-电弧
复合焊接技术具有经济、高效的特点，解决了许多材料的加工要求，实现了优质的焊接。
电弧焊接是应用最早且在材料技术上运用较普遍的焊接的技术，将电能转换为热能完成
金属之间的连接，分为非熔化极电弧焊接和熔化极电弧焊接，但是由于电弧能力分布密度特
性，导致焊接速度较慢，焊接的深度和熔度较浅，造成材料容易焊接变形，并且生产效率较
低。激光焊接可以利用高达107W/cm2的能量密度形成小孔和等离子体时的热加工，激光焊接
速度比较快，材料变形较少，通过较少的热输入量形成深度比大的良好焊接效果，从而实现
精密焊接。但是也存在着一定的缺点，即焊接接头的间隙要求较高、焊接过程的稳定性和激
光能量的利用率较差、焊接厚度较高的材料成本过高。
为顺应时代发展，综合焊接需求，针对电弧焊接和激光焊接的优劣，在20世纪70年代
末，英国伦敦帝国大学对复合焊接工艺进行了研究，提出了电弧与激光焊接结合的工艺概念，
随后英国学者和美国等科学研究者利用了激光配合一定量的辅助电弧，形成了现如今激光-
电弧复合焊接的技术工艺，解决了焊接熔深浅问题和生产成本过高的问题，有效的提升了能
量的利用率，提高了焊接的生产效率。
二、激光-电弧复合焊接的原理
激光―电弧复合焊接技术在工作时，激光及电弧同时作用在金属表面的一点上。在激光
的作用下，焊缝的上方会产生一定的等离子体云，这种等离子体云会吸收及散射进行射入过
程中的激光，从而降低了激光能量的功能。在原有基础上加上电弧后，能够产生一定量的低
温低密度的电弧等离子，从而起到稀释激光等离子体的作用，进一步提升了激光能量的传输
效率。外加电弧还可以在进行焊接的同时实现对母材进行加热，母材温度的升高能够提升对
激光的吸收效率，从而增加焊接熔深。而且激光作用能够降低电弧通道的电阻，也能够加深
该项技术的熔深。
三、机械激光-电弧复合焊接技术的特点
（一）提高了焊接过程的稳定性
激光焊接时，等离子体形成较多的带电粒子，带电粒子会主动吸收电弧，压缩电弧的根
部使电弧稳定燃烧，既增加了焊接的稳定性，使得电弧不随意飘逸同时提升了电弧的能量利
用率。
（二）实现高效率、低成本的焊接
机械激光-电弧复合焊接技术的最主要优势和目的便是实现高效率、低成本的焊接。激光
和电弧的相互作用下，使得用较小的激光和电弧能量便能完成材料的焊接，相比要达到同等
效果所耗费的单独激光和电弧功率要小许多，极大程度的降低了生产成本。同时与单纯电弧
或者激光焊接相比，复合焊接技术利用两种热源综合焊接的优势，输入的热量较小造成的热
影响区域面积较小，导致的工艺材料的焊缝变形量较小，较少了焊接后的工序处理，提升了
生产工作效率。
（三）增加焊缝熔深，改善焊接成型
熔深浅是焊接技术中易出现的问题，而在激光的作用下，电弧可以深入到工件内部，到
达焊缝的深处增加熔深，并且在电弧的作用下也会增强金属的激光吸收率。形成较深的焊缝
熔深改善了金属的熔化程度，避免了焊缝咬边的现象出现，同时，激光-电弧复合焊接技术还
可以控制激光和电弧的输出量，根据材料工件需求，单独调节配比，获得理想的焊缝熔深和
深宽比。
（四）减少焊接缺陷，提升焊接质量
在电弧和激光的复合热源焊接下，激光的作用减少了焊缝的加热时间，使得焊接材料受
热面积减少，不易产生较大的晶粒，并且有效的减缓了熔池金属的凝固时间，增加了熔池相
变时间，将熔池的气体充分排除，减少了诸如气孔、裂纹等焊接的缺陷，提升了焊接的质量。
（五）降低要求，提升焊接适应性
单独激光作用时，激光束直径较小，对焊接接头的间隙要求小于0.10mm要求较高。而在
电弧的作用下，增加了工件材料的熔合区宽度，可以降低焊接接头间隙的高精度要求。并且
更适用于一些特殊的材料，如电弧在激光焊接之前可以清洁焊缝表面，去除氧化膜，从而更
有利于焊接铝合金。
四、机械激光-电弧复合焊接技术的应用
（一）应用到船舶制造业
因船舶制造业中造船所使用的钢板厚度较厚，对于焊接要求较高，而单一的电弧焊接和
激光焊接都无法满足船舶制造业的需求。激光-电弧复合焊接技术具备着独特的优势，对于较
大的焊件间隙可以放宽至1mm，相对于激光焊接的0.1mm，极大的提升了间隙距离，减少了焊
接前的工作量和成本，使的船舶制造速度加快，成本下降，提升了制造效率。另外主要的优
势在于，激光-电弧复合焊接可减少焊件的变形量，使得焊接后的整形工作量也随之减少，极
大的减轻了人力成本。
（二）应用到汽车制造业
目前在汽车行业中，汽车设备逐渐向更轻薄发展，而汽车框架结构也引进了更多的铝、
铝镁等轻质合金，既改善了汽车的机动性能，使汽车流线性速度增快，也节约了能源减少了
污染。以往汽车的焊接多采取激光焊和熔化极气体保护焊，但是目前大多数采取了激光-电弧
复合焊工艺的成熟焊接手段，满足了汽车制造业焊接需求。例如德国大众汽车工程公司的
TGRAF等人自主研发了MIG复合焊接机头，该焊头结合电弧和激光焊接的优势，以极小的几
何尺寸，安装到弧焊机器人手臂，方便各空间、各角度的焊接。
（三）应用到石油管道中
通常石油管道焊接中，由于管道壁比较厚，需要使用电弧焊在特殊的坡口处多次焊接，
不仅耗费人力带来工作麻烦，而且焊接的引弧熄弧阶段易产生缺陷。采用激光-电弧复合焊融
合了电弧焊接的桥接能力和激光焊接的深熔性能避免反复焊接，确保一次焊接成型，从而减
少了焊接的缺陷，也提升了石油管道焊接的效率。
结语：综上所述，激光-电弧复合焊接具备极大的优势和广阔的应用前景，随着科学技术
的进步，激光-电弧复合焊接手段会越来越先进，通过提升其实用性为工业生产焊接带来更多
便利。