隨著國家對節能環保的重視和各行各業對生產效率的要求進一步提高，制造業的轉型升級正不斷推進，激光電弧復合焊這一新技術因其具備效率更高、質量更好、成本更低、應用場景更為豐富等特點，將逐步取代傳統焊接方式，并越來越廣泛地應用于各領域。天然氣保供一直是人們熱議的話題，而管道輸送是目前輸送天然氣比較常見的方式。由于能源結構不斷向低碳轉型，天然氣在我國一次能源消費結構中的地位愈發重要。長輸管道也正不斷朝著高鋼級、高壓力、大口徑、大厚壁方向發展。因此，行業內轉型升級--以提高材質的焊接效率和焊接質量來適應其高速發展。
「 LASER-ARC HYBRID 」
激光電弧復合焊的優勢及應用場景
激光電弧復合焊是結合了激光焊和電弧焊兩種工藝方式的新型焊接方法，兩種熱源同時作用于板材，激光可以提高電弧的穩定性，電弧可以吸引光致等離子體促進材料對激光的吸收，集結了激光焊與電弧焊的優點，尤其適用于焊接厚板，能發揮出 1+1＞2 的效果。與單電弧和單激光焊對比，激光電弧復合焊的優勢明顯，主要體現在以下幾個方面：
01 焊接效率更高
傳統弧焊的速度多被限制于 0.6m/min 左右，且單層熔深一般在 3mm；激光電弧復合焊速度可達1.8m/min，目前實驗室條件可以做到 20mm 板材單面焊雙面成型，板材越厚，效率優勢越明顯。
02 焊接質量更好
相對于電弧焊，復合焊熱影響區更小，可減少材料的變形，也相對更為智能化，焊接質量可控；相比于單激光焊接，復合焊橋接能力更好，對間隙容忍度較高。
03 運營成本更低
激光電弧復合焊具有更大的熔深，可減少焊材消耗；相對弧焊，前期設備投入相對較高，但后期人力成本、運營成本可大幅下降。
04 材料適應性更強
復合焊可焊接多種材料，且焊縫成型美觀。
也因激光電弧復合焊具備的這些優勢，它可適用于各種焊接場景：船舶制造、工程機械及橋梁、汽車行業、軌道交通、石油管道。
「 LASER-ARC HYBRID 」
激光電弧復合焊在石油管道行業上的應用
管道焊接技術作為長輸管道工程的關鍵技術，直接關系到工程的質量、效率以及管線運行期間的安全可靠性和經濟效益。在石油管道行業，目前在用的管道全位置軌道小車自動焊技術，因受焊接速度和單層焊接厚度的制約，在保證焊接質量的前提下，焊接能力提升已達極限。而激光電弧復合焊具有焊接速度快、穿透能力強、質量好等特點，可以打破傳統工藝的限制，從而提高焊接效率和質量。
科盈·福尼斯采用了 Fronius TPS/i 智能化焊接平臺和銳科高功率 RFL-C20000 連續激光器組合而成的激光電弧復合焊系統，助力激光電弧復合焊在管道工程上的應用。
TPS/i 智能化焊接平臺
RFL-C20000 連續激光器
本次項目試驗的焊接材料是管道專用鋼材--X80，尺寸為 260mm × 450mm × 18.4mm。
焊前板材進行了獨特的坡口設計加工，鈍邊高度 10mm-14mm，在保證焊接質量的同時減少正面填充量。通過模擬板材在不同角度的位置姿態，調整相應的焊接工藝參數，從焊接效果來看，各個角度均獲得了良好的焊縫成型。
? 焊接角度 ?
全位置焊
90° 立焊
135° 立焊
? 焊縫成型 ?
打底焊縫
正面焊縫
反面焊縫
? 金相檢測和射線檢測 ?
打底金相檢測
正面金相檢測
射線檢測
從焊接效率來看，通過合理調配參數，焊接質量基本滿足行業要求，按照 450mm 長焊縫計算，復合焊的效率最高可達傳統焊接效率的 9 倍以上，優勢非常明顯。
本案例主要描述了激光電弧復合焊在管道工程應用中尤其是管線鋼焊方面一些探索性的研究和應用，在一定程度上為行業應用提供了參考。科盈·福尼斯一直致力于焊接整體解決方案的研發與設計，為客戶提供的富有價值的產品、工藝和解決方案，助力產業高質量發展，為客戶創造可持續的競爭優勢。
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