厚板焊接的工藝?yán)Ь?/span>
當(dāng)前，厚板焊接主要采用弧焊工藝，其優(yōu)點(diǎn)在于工藝成熟、設(shè)備成本相對(duì)較低、對(duì)工件裝配公差容忍度高。但缺陷也十分明顯：厚板焊接需要開坡口、進(jìn)行多層多道焊，并輔以清根等工序，流程冗長(zhǎng)，熱輸入量大導(dǎo)致工件變形嚴(yán)重，后續(xù)校直工作繁重，整體生產(chǎn)效率受限。
在實(shí)際應(yīng)用中，這一工藝?yán)Ь硰V泛存在于多個(gè)行業(yè)。例如，在大型鋼構(gòu)件的箱型柱焊接中，板材厚度通常在20mm以上，傳統(tǒng)弧焊需要開設(shè)V型或U型坡口，填充多層焊縫，單條焊縫的焊接時(shí)間往往以小時(shí)計(jì)，且焊后變形需要大量校直工時(shí)。在船舶制造領(lǐng)域，船體分段的中厚板對(duì)接同樣面臨類似問(wèn)題，多層多道焊不僅拉長(zhǎng)了船臺(tái)周期，焊縫區(qū)域的反復(fù)加熱也增加了熱裂紋風(fēng)險(xiǎn)。此外，在風(fēng)電塔筒、重型機(jī)械底座、核電壓力容器等厚板焊接場(chǎng)景中，如何在保證焊縫質(zhì)量的前提下提升效率、控制變形、降低成本，一直是制造企業(yè)共同面對(duì)的技術(shù)難題。
單激光焊則具備能量密度高、熔深大、焊接速度快、熱影響區(qū)小等優(yōu)勢(shì)。然而，其對(duì)工件坡口精度和裝配間隙要求極為嚴(yán)格，且高功率激光器設(shè)備投資較高，在一定程度上限制了其在厚板焊接領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
單激光焊則具備能量密度高、熔深大、焊接速度快、熱影響區(qū)小等優(yōu)勢(shì)。然而，其對(duì)工件坡口精度和裝配間隙要求極為嚴(yán)格，且高功率激光器設(shè)備投資較高，在一定程度上限制了其在厚板焊接領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
激光-電弧復(fù)合焊：優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)并存
激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)將兩種熱源進(jìn)行協(xié)同，理論上可兼顧激光的深熔能力與電弧的間隙容忍度，實(shí)現(xiàn)“不開坡口、單面焊雙面成型”的高效焊接。正因如此，這一工藝路線近年來(lái)受到行業(yè)高度關(guān)注。
然而，在實(shí)際落地過(guò)程中，該技術(shù)同樣面臨不少難點(diǎn)。激光-電弧復(fù)合焊涉及激光器、焊接頭、弧焊電源、控制系統(tǒng)等多個(gè)核心組件的精密配合，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差都可能導(dǎo)致焊縫成型不良、熔深不足或飛濺過(guò)大。最終能否實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的焊接效果，很大程度上取決于系統(tǒng)集成商對(duì)各組件的理解與調(diào)校能力。
尤其是激光器作為核心光源，過(guò)去長(zhǎng)期依賴進(jìn)口品牌。進(jìn)口激光器不僅價(jià)格高昂，在售前工藝支持、售后響應(yīng)速度、定制化開發(fā)等方面也常常難以滿足國(guó)內(nèi)客戶的快速交付需求。這使得許多希望引入激光-電弧復(fù)合焊技術(shù)的設(shè)備商和終端用戶，在技術(shù)選型階段便面臨較高門檻。
成都某設(shè)備商產(chǎn)線落地：國(guó)產(chǎn)方案實(shí)現(xiàn)25mm不開坡口全熔透
近日，位于成都的某設(shè)備商表示，其搭載國(guó)產(chǎn)品牌激光-電弧復(fù)合焊接子系統(tǒng)的焊接產(chǎn)線已正式上線。該項(xiàng)目主要完成厚板箱體結(jié)構(gòu)的焊接，板材厚度主要14、20、25mm。
在此之前，該設(shè)備商采用傳統(tǒng)弧焊工藝，需要開坡口、多層多道焊并清根，工序復(fù)雜，焊接效率較低，且工件變形問(wèn)題突出，后續(xù)校直工作量大。引入新的激光-電弧復(fù)合焊接工藝后，實(shí)現(xiàn)了25mm厚板不開坡口、單面焊雙面成型，焊縫背面成型連續(xù)、光滑、無(wú)缺陷，熔深完全達(dá)標(biāo)。
效率方面，焊接速度從傳統(tǒng)工藝的不足5mm/min提升至20mm/min以上，焊接速度提升4倍；免去開坡口、打底、清根等工序，僅需1人操作，整體生產(chǎn)效率提升8倍以上，焊材節(jié)省超過(guò)80%。同時(shí)，由于熱輸入降低，工件變形得到有效控制，焊縫成型美觀，品質(zhì)顯著提升。
方案提供商來(lái)自深圳：寶辰鑫激光
據(jù)悉，提供該焊接子系統(tǒng)的廠商來(lái)自深圳，是一家專業(yè)從事激光行業(yè)解決方案的服務(wù)商——寶辰鑫激光。
寶辰鑫是國(guó)內(nèi)激光器龍頭企業(yè)創(chuàng)鑫激光的子公司。創(chuàng)鑫激光在光纖激光器領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累，核心器件全部實(shí)現(xiàn)自研自產(chǎn)，包括泵浦源、合束器、光纖光柵、傳輸光纖等，具備從器件到激光器整機(jī)的完整垂直整合能力。
依托母公司的技術(shù)底座與供應(yīng)鏈優(yōu)勢(shì)，寶辰鑫的定位是專注于激光解決方案的細(xì)分賽道。其核心能力在于：將激光器與客戶所需的特定工藝進(jìn)行深度整合。根據(jù)客戶的具體焊接需求，寶辰鑫選配并定制最為合適的激光器參數(shù)、外光路配置以及控制系統(tǒng)，最終交付一套完整的激光光學(xué)子系統(tǒng)/解決方案給到客戶。
這種“子系統(tǒng)”交付模式，幫助下游設(shè)備商和集成商大幅降低了技術(shù)門檻與研發(fā)周期。就厚板焊接客戶而言，客戶無(wú)需自行拼湊來(lái)自不同供應(yīng)商的激光器、焊接頭、弧焊電源和控制系統(tǒng)，也無(wú)需耗費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行聯(lián)調(diào)與工藝磨合。寶辰鑫在出廠前即完成全部的系統(tǒng)適配與工藝包開發(fā)，客戶到貨后即可快速集成到自有設(shè)備中，從而在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力與交付能力。
系統(tǒng)特點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)化交付，快速投產(chǎn)
據(jù)寶辰鑫方面介紹，這套激光-電弧復(fù)合焊接子系統(tǒng)是一套標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，主要特點(diǎn)包括：
一體化交付：系統(tǒng)包含定制化的復(fù)合槍頭組件（激光焊接頭、弧焊焊接頭、風(fēng)刀-集塵等）、專用焊接軟件、核心激光器以及弧焊電源。所有組件在出廠前已完成聯(lián)調(diào)與工藝驗(yàn)證。
輕量化設(shè)計(jì)：復(fù)合槍頭整體結(jié)構(gòu)重量控制在25kg以內(nèi)，適配25kg負(fù)載的工業(yè)機(jī)器人，降低了對(duì)運(yùn)動(dòng)模組的要求，從而降低了客戶的自動(dòng)化改造成本。
智能控制：自研控制系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)控制、焊接參數(shù)與外部設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，可匹配不同品牌的機(jī)械手或模組，內(nèi)置焊接參數(shù)工藝庫(kù)，客戶可根據(jù)焊接場(chǎng)景靈活調(diào)用。
穩(wěn)定的熔深一致性：采用高功率超低焦飄專用焊接頭，可連續(xù)焊接20m焊縫，熔深與成型保持高度一致，適應(yīng)大跨度構(gòu)件的生產(chǎn)需求。
完善的售前售后支持：依托寶辰鑫及創(chuàng)鑫激光的技術(shù)服務(wù)體系，提供從工藝方案評(píng)估、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試到售后維護(hù)的全周期支持，幫助客戶快速完成激光-電弧厚板焊接設(shè)備的研發(fā)與投產(chǎn)。
目前，該子系統(tǒng)已在成都某設(shè)備商的產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定批量生產(chǎn)。寶辰鑫表示，這一方案所解決的效率、變形、成本問(wèn)題，在大型鋼構(gòu)件、重型機(jī)械、船舶制造、風(fēng)電設(shè)備、高強(qiáng)鋁合金結(jié)構(gòu)及核電等行業(yè)同樣具有參考價(jià)值。
