高能束流焊接技术的新进展

    当前高能束流焊接被关注的主要领域是：①高能束流设备的大型化—功率大型化及可加工零件（乃至零件集成）的大型化。②新型设备的研制，诸如，脉冲工作方式以及短波长激光器等。③设备的智能化以及加工的柔性化。④束流品质的提高及诊断。⑤束流、工件、工艺介质相互作用机制的研究。⑥束流的复合。⑦新材料的焊接。⑧应用领域的扩展。
激光焊接的最新进展
1 新型激光器
（1）直流板条式（DC Slab） CO2 激光器、（2） 二极管泵浦的 YAG 激光器、（3） CO 激光器、（4）半导体激光器、（5）准分子激光器。
2 激光器功率的大型化、脉冲方式以及高质量的光束模式
    以美国 PRC 公司为例，几年前，用于切割的 CO2 激光器功率主要是 1500~2000W ，而近期的主导产品是 4000~6000W ， 6000W 可切割的不锈钢厚度、碳钢厚度分别为 35mm 和 40mm。
3 设备的智能化及加工的柔性化
    尤其是对 YAG 激光，由于可用光纤传输，给加工带来了极大的方便。
    其主要特点是：①一机多用。②采用一台激光机可进行多工位（可达 6 个）加工。③光纤长度最长可达 60m 。④开放式的控制接口。⑤具有远距离诊断功能。
4 束流的复合
    最主要的是激光－电弧复合。深熔焊接时，熔池上方产生等离子体，复合加工时，激光产生的等离子体有利于电弧的稳定；复合加工可提高加工效率；可提高焊接性差的材料诸如铝合金、双相钢等的焊接性；可增加焊接的稳定性和可靠性；通常，激光加丝焊是很敏感的，通过与电弧的复合，则变的容易而可靠。
    激光－电弧复合主要是激光与 TIG 、 Plasma 以及 GMA 。通过激光与电弧的相互影响，可克服每一种方法自身的不足，进而产生良好的复合效应。
    GMA 成本低，使用填丝，适用性强，缺点是熔深浅、焊速低、工件承受热载荷大。激光焊可形成深而窄的焊缝，焊速高、热输入低，但投资高，对工件制备精度要求高，对铝等材料的适应性差。 Laser-GMA 的复合效应表现在：电弧增加了对间隙的桥接性，其原因有二：一是填充焊丝，二是电弧加热范围较宽；电弧功率决定焊缝顶部宽度；激光产生的等离子体减小了电弧引燃和维持的阻力，使电弧更稳定；激光功率决定了焊缝的深度；
    从能量观点看，激光电弧复合对焊接效率的提高十分显著。这主要基于两种效应，一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度；二是两热源相互作用的叠加效应。
    GMA 、激光加丝和激光电弧复合三种方法焊接时线能量、焊缝断面以及能量利用率的比较。