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通用电气公司开发出高功率激光电弧复合焊接（HLAW）系统
来自： 中华机械网
　　通用电气公司全球研发总部的科学家和工程师们开发了一套高功率激光电弧复合焊接（HLAW）系统，该系统将有望彻底改变未来工业产品的生产方式。
　　该系统的输出功率高达20kW，是目前北美最大的HLAW设施之一。该系统能提供足够的功率、只经过一次焊接就能焊接厚度接近1英寸的钢板，而使用现有的其他焊接技术则要经过6次才能焊接如此厚的钢板。利用HLAW系统，将能够大幅提升未来工业产品的生产速度。例如，从传统的焊接工序转变到HLAW，在焊接USS Saratoga号航空母舰，可以节省近800吨焊缝金属（相当于超过600个小型轿车的重量），并且能够减少80％的焊接时间。
　　通用电气公司正在探索将该技术应用到其基础设施制造方面，包括石油和天然气、发电、航空和铁路等行业。
　　&随着能够实现更好的产品、更快的生产速度以及更低成本的先进的制造工具和制造过程的引入，生产制造正在变得越来越高科技化。&通用电气公司全球研发总部的制造技术负责人Luana Iorio表示，&HLAW技术是GE正在开发的改进其制造竞争力、将产品性能提升到一个新水平的广泛的下一代制造工具中的一部分。&
　　事实上，焊接过程是制造任何金属部件都必不可少的。焊接过程也是一个制造过程中最耗时的环节之一。此外，传统上焊接通常是在某地地方集中加工，而这些地点往往距离成品的最终目的地很远。这就使得运输变得更加复杂、更加昂贵。GE最新的HLAW系统，将最终打破传统的制造模式，该系统只需要现有其他技术所用时间的一小部分，就能完成部件焊接，并且具有更佳的焊接一致性。
　　Iorio表示：&这种新型高功率激光平台的可移植性，使我们能够以不同的方式考虑如何焊接零件。例如，我们现在可以考虑在现场焊接部件，而不是类似于传统的在生产车间焊接。这也将简化运输过程，减少运输时间。&
　　GE的HLAW系统将激光焊接和电弧焊接组合在一起。该系统使用一台高功率光纤激光器，能够以速度大于6英尺/分钟的单一过程，焊接厚度超过0.5英寸的钢板，并且能够获得比传统的多道工序焊接更好的焊接质量。
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互联网药品信息服务资格证书高功率激光焊接的广泛应用
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。其原理是将高强度的激光辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。由于激光焊接具有速度快、深度大、变形小、节能环保等独特的优点，已成功地应用于微、小型零件的精密焊接中。高功率CO2及高功率YAG激光器的出现，开辟了激光焊接的新领域，获得了以小孔效应为理论基础的深熔焊接，在机械、汽车、钢铁等工业部门获得了日益广泛的应用。
激光焊接设备装置简单且能在室温或特殊条件下进行，例如，激光通过电磁场，光束不会偏移；激光在真空、空气及某种气体环境中均能施焊，并能通过玻璃或对光束透明的材料进行焊接。
激光聚焦后，功率密度高，在用高功率激光器焊接工件时，深宽比可达 5:1,最高可达 10:1.可焊接难熔材料如钛、石英等，并能对异性材料施焊，效果良好。例如，金刚石锯片，用激光将基材（65Mn）和高强超硬的人造金钢石焊接，使这种锯片寿命、价值倍增。
可进行微型焊接。激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精密定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型元件的组焊中。例如，集成电路引线、钟表游丝、显像管电子枪组装、手机电池的封焊等由于采用了激光焊，不仅生产效率大大提高，且热影响区小，焊点无污染，大大提高了焊接的质量。
可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，采用光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广与应用。
激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接提供了条件。
20世纪80年代中期，激光焊接作为新技术在欧洲、美国、日本得到了广泛的关注。1985年德国蒂森钢铁公司与德国大众汽车公司合作，在Audi100车身上成功采用了全球第一块激光拼焊板。90年代欧洲、北美、日本各大汽车生产厂开始在车身制造中大规模使用激光拼焊板技术。目前，无论实验室还是汽车制造厂的实践经验，均证明了拼焊板可以成功地应用于汽车车身的制造。
随着工业激光产业的快速发展，市场对激光加工技术的要求越来越高，激光技术已从单一应用逐渐转向多元化应用，激光加工方面不再是单一的切割或者焊接，市场对激光加工要求切割和焊接一体化的需求也越来越多，激光切割和激光焊接的切焊一体化激光加工设备应运而生。
近年来，我国在大功率激光的研制方面取得了巨大的成果，所研制的激光器功率已达到并超过了万瓦级，形成了激光焊接、切割、打孔、表面处理、合金化、熔覆、快速成型制造、直接成型、光刻等十几种应用工艺，在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁道、船舶等工业领域广泛应用。一些着名高校、院所激光焊接及切割设备及工艺研究力量不断加强，如，北京工业大学激光工程研究院、上海交通大学闵行新校区激光制造实验楼、华中科技大学激光技术国家重点实验室、华工激光等。
未来5年，我国应加强激光焊机研究。大功率CO2 、YAG激光焊接切割设备、激光-电弧复合焊设备的研究是重要的发展方向，这些先进技术设备是我国生产实际中急需的设备。扩大其在军事、航空航天、汽车制造、舰船等领域的应用，部分替代进口产品和传统焊接工艺（电阻点/缝焊、弧焊）。
激光焊接作为一种高质量、高精度和高速度的先进焊接法，已引起了广泛关注。激光焊接研究开发已掀起高潮，激光焊接成为最有朝气的焊接方法之一。
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摘要：市场上半年我国同期下半年危机09上半年装载机市
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商务部油耗斯坦悍马时间人士腾中悍马喜结连理
百分点产值机械行业6月国内机械行业6月数据点评
徐工集团机械中国工程周年纪念奋斗奔向世界级
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,MAG,min,16V50A1.5m/,MIG,激光+ 电弧复合焊接技术的研究与应用 1. 激光+ 电弧复合热源焊接技术研究 激光+ 电弧复合热源焊接 是一种新型焊接方法，这种新型焊接方法既具备一般电弧焊的高适应性特点，又具备激光+ 电弧复合焊接技术的研究与应用
&&& 1. 激光+ 电弧复合热源焊接技术研究
&&& &激光+ 电弧复合热源焊接& 是一种新型焊接方法，这种新型焊接方法既具备一般电弧焊的高适应性特点，又具备激光作为焊接热源的大熔深、高速、低变形特点，它是近几年迅速发展起来的优质高效焊接技术。哈尔滨焊接研究所激光+ 电弧复合热源焊接技术的研究开发主要针对大功率固体激光( Nd：YAG) + GMAW 电弧的复合，研究的方向主要有低碳钢激光+ 短路过渡MAG 电弧复合热源焊接特性、铝/ 钢大光斑Nd：YAG激光+ 脉冲MIG 复合热源高效熔- 钎焊接技术和高强铝合金大功率固体激光( Nd： YAG) + 脉冲MIG 电弧复合热源焊接技术等。
&&& ( 1) 低碳钢激光+ MAG 短路电弧复合热源焊接特性研究表明，单独的短路MAG 电弧焊在较小的焊接电流(30 ～60A) 和较高的焊接速度下(& 1.5m/ min) ，很难获得稳定的焊接过程。图7 为短路过渡MAG 电弧焊，当电弧电压16V，焊接电流50A，焊接速度1.5m/ min时的电压电流波形图。在此短路过渡电弧的基础上加入激光，且激光功率超过900 W，位于深熔焊模式区，在高速焊接的条件下也可以获得稳定的短路过程。图8 为电弧电压为16V，焊接电流50A，焊接速度1.5m/ min，激光功率1200 W复合焊接时电压、电流波形图。小电流短路MAG电弧与大功率激光复合具有高速、低变形焊接特点，适用于有间隙薄板的焊接。图9 为碳钢材料不等厚度板的对接( 板厚1.2mm+ 1.8mm) ，对接间隙0.7mm 时的焊缝成形，试验条件为焊接电压14V，焊接电流50A，激光功率2000W，焊接速度2m/ min。
市场上半年我国同期下半年危机09上半年装载机市
三一徐工叉车零部件企业集团从成功企业看中国
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行业机械降幅6月机车产量机械行业处在持续稳步
重工湖南省三一涟源市湖南梁稳根中国新富家族
商务部油耗斯坦悍马时间人士腾中悍马喜结连理
百分点产值机械行业6月国内机械行业6月数据点评
徐工集团机械中国工程周年纪念奋斗奔向世界级
中国首日建筑涨幅区间机构中国建筑今日上市 或长期以来，激光焊接和电弧焊接两种工艺由于能源传输的物理过程和能源流动的方式不同，都有其各自的特殊应用领域。激光焊接工艺的热影响区非常窄，焊缝的深宽比也很高，具有较高的焊接速度，但由于焦点直径很小，所以焊缝桥接能力很差。电弧焊工艺能源密度较低，但可以在表面形成较大的聚焦点，缺点是工艺速度较慢。　　如果将这两种工艺结合起来，结果会怎样呢？事实证明，两种工艺的混合焊接工艺可以获得非常好的综合效应，在焊接质量、生产工程和生产成本等方面都有明显的优势，因此在汽车工业中得到了广泛应用。开 发　　早在20世纪70年代，将激光光束和焊接电弧融合到一起形成焊接工艺的方法就已经为人知晓，但是，此后很长一段时间，人们并没有对这种工艺进行进一步研发。不过，最近研究人员又开始把目光转向这种工艺，试图再将电弧焊接的优势与激光焊接的优势结合起来，形成一种混合型的焊接工艺。　　在早些时候，激光器是否适合工业使用尚待证明，而今天，在许多生产企业里，激光器几乎已经成为一种标准设备。将激光焊接工艺与另外一种焊接工艺相结合，被称为&激光混合焊接工艺&，即激光束和电弧同时在一个焊接区域内起作用，二者相互影响、相互支持。　　激光焊接不仅需要强大的激光功率，而且还需要高质量的激光束，这样才能获得理想的&深焊缝效应&。例如大众汽车公司目前正在进行的项目就使用灯泵浦固体激光器，激光光束的功率为4kW，激光通过水冷600mm玻璃纤维进行传输，激光束通过焦距为200mm/220mm的调焦模块投射到待焊工件上。　　激光电弧混合焊接工艺是将激光焊与电弧焊这两种焊接工艺有机地结合起来，从而获得了优良的综合性能，提高了效率/成本比。如1.5mm+2.0mm AlMgSi1接头激光混合焊接的焊接速度可以达到8.1m/min，并且只需使用4kW的固体激光源。　　当利用激光混合焊接工艺焊接金属工件时，钕钇铝石榴石激光束进行聚焦后获得强度为106W/mm2 的光束。当激光束打到材料表面上时，照射点被加热到汽化温度，由于汽化金属逃逸，在焊缝金属上形成汽化空腔，焊缝接头突出的特点是极高的深宽比例，自由燃烧电弧的能量流动密度稍稍高于104W/mm2。除了来自电弧的热量以外，激光束将热量传输给接头顶部的焊缝金属。与顺序配置两种不同的焊接工艺先后连续起作用不同，混合焊接工艺可以看成两种焊接工艺结合起来同时在同一工艺区域内共同作用。根据所用的电弧或激光工艺种类以及工艺参数的不同，工艺之间相互影响的程度不同，产生影响的方式也不同。　　把激光和电弧相结合，与将两种工艺单独使用相比，焊缝穿透深度和焊接速度都有所增加。从蒸汽空腔逃逸出来的金属蒸汽与电弧等离子作用，钕钇铝石榴石激光辐射吸收进入工艺等离子中数量微乎其微。根据两种工艺的功率输入比例，总体工艺特性主要决定于激光或电弧。工件表面温度会对激光辐射吸收产生实质性影响。在激光工艺开始之前，必须克服初始反射，特别是铝材表面上的反射，采用特殊启动程序启动焊接，可以起到克服初始反射的作用。在达到汽化温度之后，汽化空腔形成，这时几乎所有辐射能都可以作用在工件上，这时所需的能量取决于与温度有关的吸收情况和通过传导到工件其余部分而损耗能量的多少。在混合焊接工艺中，汽化不仅发生在工件表面，而且还发生在焊丝上，因此可以获得更多的金属蒸汽，反过来又利于激光辐射的输入，防止工艺参数的下降。　 在激光混合焊接系统中，焊头（见图1）是最关键的部件，它包括MIG焊枪、激光光学系统、水冷系统及空气清洁系统。焊头的几何尺寸较小，以确保较好的焊接可达性，尤其是在焊接车身时更为明显，此外，焊头还具有良好的可拆卸性，便于安装到机器人上，同时在焊接过程中要求焦距和焊矩具有可调功能。&电弧气体中CO2含量对大功率激光复合焊等离子体及熔深影响的研究_图文_百度文库
电弧气体中CO2含量对大功率激光复合焊等离子体及熔深影响的研究
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电弧气体中Ｃ０２含量对大功率激光复合焊
等离子体及熔深影响的研究
上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室（２００２４０）
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王媛媛李瑞峰
投资有限公
司（上海市２００１２０）
李铸国李国华
摘要文中采用大功率ｃ０：激光一熔化极电弧复合焊，以１２ｍｍ厚船用Ｅ级钢板为试样进行堆焊，通过在电弧气体Ａｒ中ＪＪｏＡ不同体积分数的ｃ０：，研究ｃｏ：含量对激光电弧复合焊等离子体及焊缝熔深的影响。试验结果表明，电弧气体ｃＯ：体积分数为１５％与２５％时，焊接过程等离子体比５％ＣＯ：时有所减小；与此同时焊缝熔深有所增加。１５％Ｃ０２，２５％Ｃ０２时，焊缝熔深与５％Ｃ０２相比分别增加３％，５．１％；２５％Ｃ０２时，焊缝熔深与１５％Ｃ０２相比增加２％。
关键词：激光电弧复合焊船用Ｅ级钢电弧气体焊缝成形中图分类号：ＴＧ４５６．７
电弧气体组分对焊接过程等离子体的影响并据此解释其对焊缝熔深影响的研究较少。
文中采用大功率ＣＯ，激光电弧复合焊对１２ｍｍ厚船用Ｅ级钢板进行堆焊试验。在电弧气体中加入不同体积分数ＣＯ：，考察电弧气体中不同ＣＯ：含量对焊缝熔深的影响。并通过高速摄像拍摄到的等离子图像予以进一步说明。１试验条件
激光电弧复合焊技术因其能够提高焊接速度、获得大的焊缝熔深、改善焊缝金属冶金性能、发挥两种热源优势且相互互补等优势，目前在焊接工业及研究领域中被广泛采用。Ｎｄ：ＹＡＧ一电弧复合焊技术目前广泛应用于汽车等领域的薄板焊接中，而ＣＯ：一电弧复合焊技术在厚板的焊接中则有更大的优势…。另外，大功率ＣＯ：激光焊具有焊接热变形小、焊缝深宽比大、热影响区小、可高速焊接、易于自动化等优点，基于这些优点，文中采用１４ｋＷ大功率ＣＯ：激光器进行激光电弧复合焊试验。
目前激光一电弧复合焊的研究中一个最重要的方向是通过改变工艺参数，如改变激光功率、激光电弧距离、激光离焦量、电弧电流电压等，获取相对稳定的焊接过程旧】。或者改变复合焊过程中电弧气体的组分、百分含量、流量等来考察其对焊接过程与焊缝成形的影响。ＣＯ：激光电弧复合焊过程中气体选择，一方面要抑制激光等离子体以保证焊件对激光的吸收；一方面要稳定电弧使两热源有最佳的协同作用旧Ｊ。大功率ＣＯ：激光电弧复合焊中，入射光能量密度大于ｌ
ＣＯ：激光源
试验采用德国Ｔｒｕｍｐｆ公司生产的最大输出激光功
率为１５ｋＷ的连续波ＣＯ：激光。其聚焦光束参数如表ｌ所示。
ＣＯ：激光参数
１．２高速摄影设备
试验所用高速摄像机为ＦａｓｔｃａｍＳｕｐｅｒｌｏｋｃ。采用该设备对试验激光电弧复合堆焊拍摄示意图如图１所示。１．３焊接材料
试验所用材料为１２ｍｍ厚船用Ｅ级钢板，其成分如表２所示。所用焊丝型号为ＪＭ５６，焊丝直径ｄ＝
１．２ｍｍ。
Ｗ／ｃｍ２激光等离子体密度相对较高，因此电弧气体的影响尤为重要，而目前针对大功率ＣＯ：激光电弧复合焊中
收稿日期：２００９—０８—０２４４
２０１０年第３期
贡献者：xiaoadouer
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