傳統(tǒng)上厚度超過20mm以上的大厚板焊接一般采用多絲埋弧焊、熔化極氣保護焊、電渣焊等焊接方法，在焊接時要求開坡口并進行多層焊接。隨著板厚的增加，焊接層數(shù)增加，使得在實際生產(chǎn)中增加了準(zhǔn)備工序和焊接加工的時間，從而造成了生產(chǎn)效率下降和焊接成本增加，同時由于輸入的線能量大，熱影響區(qū)大，導(dǎo)致焊后變形大，焊接接頭力學(xué)性能下降等。如今在造船、核電站、管道、航空航天等領(lǐng)域焊接中越來越要求提高生產(chǎn)效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，大功率激光焊接的發(fā)展能夠很好滿足這一要求。

與傳統(tǒng)的電弧焊接相比，激光焊接有很大的優(yōu)勢。激光深熔焊模式下焊縫深寬比大，焊道數(shù)量少，總的熱輸入量少，可大大減少焊接變形。所以，用激光焊替代目前船舶制造中使用的傳統(tǒng)焊接方法（主要是埋弧焊和活性氣體保護焊），使得不開坡口進行單道焊接或大大減少焊接層數(shù)成為可能，這能較大提高焊接速度和焊接生產(chǎn)效率，更重要的是能減小焊接變形；同時由于焊接熱源能量密度集中、線能量小、熱影響區(qū)很窄，使得焊接接頭的力學(xué)性能優(yōu)異。

實驗用母材為板厚24mm的E3級船用鋼板，化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.14C、0.3Si、1.36Mn、0.012P、0.0043S，其組織為塊狀鐵素體和珠光體的機械混合組織。焊接材科采用Φ1.2mm的JM56焊絲，其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）為：0.08C、0.6Si、1.13Mn、0.03P、0.035S。焊接試驗采用德國Trumpf公司生產(chǎn)的CO2激光器，最大輸出功率為15kW，激光波長10.6μm，焦距350mm。電弧焊機用KemppiPro增強型焊機，該焊機具有調(diào)節(jié)速度快、電弧平穩(wěn)、低噪音等特點。

根據(jù)激光焊接特點，設(shè)計了24mm的船用厚板坡口，采用優(yōu)化的焊接工藝，用5道焊接實現(xiàn)了24mm的船用厚板激光焊接，其中第1道為純激光焊接，第2～5道采用激光-MIG復(fù)合焊接。獲得的焊縫通過宏觀截面檢測，存在少量的分散氣孔，沒有裂紋，能夠滿足船用技術(shù)要求。純激光焊的焊縫組織主要為板條馬氏體和上貝氏體的混合組織；激光-MIG復(fù)合焊的焊縫組織主要為板條馬氏體；多道焊接時道次之間存在影響，焊縫重疊區(qū)域的組織主要為粒狀貝氏體和板條馬氏體；焊縫的熱影響區(qū)的粗晶區(qū)組織主要為粗大的板條馬氏體，細(xì)晶區(qū)的組織主要為均勻細(xì)小的粒狀貝氏體和板條馬氏體組織。沿焊縫中心線從上到下硬度的總體趨勢是逐漸降低；硬度值從母材逐漸增大，在熱影響區(qū)的細(xì)晶區(qū)達到最大，在焊縫區(qū)又降低，出現(xiàn)一個近似的平臺區(qū)。焊接接頭硬度最大值為370HV左右，小于380HV，滿足使用要求。（榕霖）