船舶激光技术

2021-10-1 17:12| 查看: 1130| 评论: 2

激光焊接是将以聚焦的激光束作为能量源，并且以足够功率密度的激光照射到被焊材料的表面，通过材料表面吸收光能并转化成热能，使被焊材料出现熔化，冷却凝固后实现被焊材料永久性连接，根据激光聚焦后不同的光斑功率密度，可分为热导焊和深熔焊。

目前，国外激光焊接已经在大型豪华邮轮、高速滚装客滚渡船以及先进舰船上应用，而我国激光技术还处在应用起步阶段。

激光电弧复合焊接

目前，激光电弧复合焊接是船厂使用激光焊接的主要方式。

激光电弧复合焊是将激光和电弧两种不同的热源复合（图1和图2），共同作用于工件的同一位置。既发挥了两种热源的优势，又补了各自的不足，因此，具有焊接速度快、单面焊双面成形（图3）、深宽比理想和装配精度低等优势，有助于可以降低焊接变形，提高制造精度。

图1 中船十一所高功率激光电弧复合拼板焊接

图2 船用钢激光电弧复合焊接过程高速摄影

图3 薄板激光电弧复合焊接对接焊缝成形

此外，摆动激光焊接（图4）、环形光斑激光焊接，双光束/三光束激光焊接和远程激光焊接等新型激光焊接工艺已经在汽车、核电和新能源等行业广泛应用。

图4 摆动激光焊接头

例如：摆动激光焊接是通过伺服电机控制两个反射镜的空间相对位置，从而控制激光的偏转角度，进而实现激光束摆动路径的加载。

摆动激光焊接具有提高焊接装配间隙对激光参数的容差性，降低间隙对焊缝成形的影响，此外，在厚板焊接中能提高焊缝侧边熔合性，提高焊缝质量。

大厚板钛合金窄间隙摆动激光热丝焊焊缝，如图5所示。

图5 大厚板钛合金窄间隙摆动激光热丝焊焊缝

因此，随着激光技术的高速发展，未来将会有更多先进的激光焊接技术应用于船舶建造中，从而提高薄板结构的焊接质量和焊接效率，满足精益造船的需求。

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