在厚板钢结构焊接领域,如何在保证焊缝质量的前提下提升生产效率,一直是制造企业面临的共性难题。近日,位于成都的某设备商表示,其搭载国产激光-电弧复合焊接子系统的焊接产线正式上线,主要用于厚板箱体结构的焊接生产,这为行业提供了一条可验证的技术路径。
厚板焊接的工艺困境
当前,厚板焊接主要采用弧焊工艺,其优点在于工艺成熟、设备成本相对较低、对工件装配公差容忍度高。但缺陷也十分明显:厚板焊接需要开坡口、进行多层多道焊,并辅以清根等工序,流程冗长,热输入量大导致工件变形严重,后续校直工作繁重,整体生产效率受限。
在实际应用中,这一工艺困境广泛存在于多个行业。例如,在大型钢构件的箱型柱焊接中,板材厚度通常在20mm以上,传统弧焊需要开设V型或U型坡口,填充多层焊缝,单条焊缝的焊接时间往往以小时计,且焊后变形需要大量校直工时。在船舶制造领域,船体分段的中厚板对接同样面临类似问题,多层多道焊不仅拉长了船台周期,焊缝区域的反复加热也增加了热裂纹风险。此外,在风电塔筒、重型机械底座、核电压力容器等厚板焊接场景中,如何在保证焊缝质量的前提下提升效率、控制变形、降低成本,一直是制造企业共同面对的技术难题。
单激光焊则具备能量密度高、熔深大、焊接速度快、热影响区小等优势。然而,其对工件坡口精度和装配间隙要求极为严格,且高功率激光器设备投资较高,在一定程度上限制了其在厚板焊接领域的广泛应用。
激光-电弧复合焊:优势与挑战并存
激光-电弧复合焊接技术将两种热源进行协同,理论上可兼顾激光的深熔能力与电弧的间隙容忍度,实现“不开坡口、单面焊双面成型”的高效焊接。正因如此,这一工艺路线近年来受到行业高度关注。
然而,在实际落地过程中,该技术同样面临不少难点。激光-电弧复合焊涉及激光器、焊接头、弧焊电源、控制系统等多个核心组件的精密配合,任何一个环节的偏差都可能导致焊缝成型不良、熔深不足或飞溅过大。最终能否实现稳定、优质的焊接效果,很大程度上取决于系统集成商对各组件的理解与调校能力。
尤其是激光器作为核心光源,过去长期依赖进口品牌。进口激光器不仅价格高昂,在售前工艺支持、售后响应速度、定制化开发等方面也常常难以满足国内客户的快速交付需求。这使得许多希望引入激光-电弧复合焊技术的设备商和终端用户,在技术选型阶段便面临较高门槛。
成都某设备商产线落地:国产方案实现25mm不开坡口全熔透
近日,位于成都的某设备商表示,其搭载国产品牌激光-电弧复合焊接子系统的焊接产线已正式上线。该项目主要完成厚板箱体结构的焊接,板材厚度主要14、20、25mm。
在此之前,该设备商采用传统弧焊工艺,需要开坡口、多层多道焊并清根,工序复杂,焊接效率较低,且工件变形问题突出,后续校直工作量大。引入新的激光-电弧复合焊接工艺后,实现了25mm厚板不开坡口、单面焊双面成型,焊缝背面成型连续、光滑、无缺陷,熔深完全达标。
效率方面,焊接速度从传统工艺的不足5mm/min提升至20mm/min以上,焊接速度提升4倍;免去开坡口、打底、清根等工序,仅需1人操作,整体生产效率提升8倍以上,焊材节省超过80%。同时,由于热输入降低,工件变形得到有效控制,焊缝成型美观,品质显著提升。
方案提供商来自深圳:宝辰鑫激光
据悉,提供该焊接子系统的厂商来自深圳,是一家专业从事激光行业解决方案的服务商——宝辰鑫激光。
宝辰鑫是国内激光器龙头企业创鑫激光的子公司。创鑫激光在光纤激光器领域拥有深厚的技术积累,核心器件全部实现自研自产,包括泵浦源、合束器、光纤光栅、传输光纤等,具备从器件到激光器整机的完整垂直整合能力。
依托母公司的技术底座与供应链优势,宝辰鑫的定位是专注于激光解决方案的细分赛道。其核心能力在于:将激光器与客户所需的特定工艺进行深度整合。根据客户的具体焊接需求,宝辰鑫选配并定制最为合适的激光器参数、外光路配置以及控制系统,最终交付一套完整的激光光学子系统/解决方案给到客户。
这种“子系统”交付模式,帮助下游设备商和集成商大幅降低了技术门槛与研发周期。就厚板焊接客户而言,客户无需自行拼凑来自不同供应商的激光器、焊接头、弧焊电源和控制系统,也无需耗费大量时间进行联调与工艺磨合。宝辰鑫在出厂前即完成全部的系统适配与工艺包开发,客户到货后即可快速集成到自有设备中,从而在激烈的市场竞争中提升产品竞争力与交付能力。
系统特点:标准化交付,快速投产
据宝辰鑫方面介绍,这套激光-电弧复合焊接子系统是一套标准化的解决方案,主要特点包括:
一体化交付:系统包含定制化的复合枪头组件(激光焊接头、弧焊焊接头、风刀-集尘等)、专用焊接软件、核心激光器以及弧焊电源。所有组件在出厂前已完成联调与工艺验证。
轻量化设计:复合枪头整体结构重量控制在25kg以内,适配25kg负载的工业机器人,降低了对运动模组的要求,从而降低了客户的自动化改造成本。
智能控制:自研控制系统将运动控制、焊接参数与外部设备进行统一管理,可匹配不同品牌的机械手或模组,内置焊接参数工艺库,客户可根据焊接场景灵活调用。
稳定的熔深一致性:采用高功率超低焦飘专用焊接头,可连续焊接20m焊缝,熔深与成型保持高度一致,适应大跨度构件的生产需求。
完善的售前售后支持:依托宝辰鑫及创鑫激光的技术服务体系,提供从工艺方案评估、现场调试到售后维护的全周期支持,帮助客户快速完成激光-电弧厚板焊接设备的研发与投产。
目前,该子系统已在成都某设备商的产线上实现稳定批量生产。宝辰鑫表示,这一方案所解决的效率、变形、成本问题,在大型钢构件、重型机械、船舶制造、风电设备、高强铝合金结构及核电等行业同样具有参考价值。
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