在激光气体保护焊技术中，随着激光束的发射，两个气体保护焊电弧同时作用于熔池，三个焊嘴集成为一个焊头进行自动焊接。附加的焊接电弧使激光气体保护焊技术与传统的激光复合焊接技术有着本质的区别。一方面，激光焊接技术和电弧焊接技术之间存在激烈的竞争，另一方面，两者的结合具有创新效应。在所谓的激光气体保护焊技术中，两者的结合具有更高的焊接效率，也可以节约成本。在2001年的焊接与切割专业展览会上，Fronius公司首次展示了实用、经济的激光保护气体焊接设备。此后，共有65套此类焊接设备在汽车行业投入批量生产的工业应用。在汽车制造中，这些激光保护气焊设备用于焊接铝合金和钢车轴、车门、车顶框等结构，焊接板的最大厚度可达4mm。R & amp新型激光气体保护焊Fronius公司的d计划在2009年将激光和两个保护焊电极的焊接和切割设备投放市场。该系列设备采用的激光气体保护焊技术结合了激光焊接和气体保护焊的优点。其应用的多样性和特定的优势是由于激光和气体保护焊喷嘴共同生活在一个自动焊头中，同时激光焊接光束和两个气体保护焊电弧在焊接熔池中共同作用。第一次激光焊接和气体保护焊相结合的焊接试验可以追溯到20世纪80年代。然而，20年来，这项技术一直在实验室里徘徊，从未踏出过实验室的大门。在这种复合焊接技术中，激光束和保护焊电弧同时作用于焊接部件的焊缝。激光束以极高的能量深深地熔化到焊接部分的内部；MSG气体保护焊系统发出焊接电弧，连续输送焊接材料，形成宽而平整的表面焊缝。这种混合焊接技术结合了激光焊接的优点(高焊接速度、小焊接热影响区、深焊缝)和气体保护焊的优点(良好的焊缝连接能力、高焊缝强度以及通过使用焊接材料有目的地提高焊缝质量的能力)。根据激光气保焊的应用经验，用户希望激光气保焊设备更强大，重点是解决更大厚度钢板的焊接问题，熔化方式更好，焊接速度更快。根据Fronius技术人员的工艺分析和应用评价，认为激光和两个保护焊电极的复合焊接技术是最佳解决方案。在这个方案中，最重要的问题是将激光焊接喷嘴和两个气体保护焊喷嘴集成为一个尽可能小的自动焊接喷嘴，激光焊接光束与电弧的距离要尽可能小(如图1)。除了焊接工艺的因素外，焊头的尺寸、运动性能和可达性都是需要解决的技术问题。图1激光气体保护焊的熔池。激光束的主要任务是解决穿透深度问题。带有辅助焊接材料的前后气体保护焊喷嘴以高熔化力填充焊缝。采用这种焊接技术，可以在高速焊接过程中一次焊接8mm厚的钢板。在机床和设备、高压容器、钢铁工业和铁路机车等制造业中，结构钢、铁素体/奥氏体铬镍钢和双相钢都可以用这种激光气体保护焊工艺进行焊接(图2)。图2显示了一个长度为1m、厚度为2mm的钢板工件。焊接速度4.2m/min，激光功率3.7kW图2新研制的激光气体保护焊头充分结合了原有两种焊接技术各自的优点。同时，新的控制软件将更好地协调两种焊接技术的同时工作，并控制焊接过程中的各种参数。
与传统的激光焊头和气体保护焊头相比，用户期望这种焊头可以用于五种不同的焊接工艺：纯激光焊接、激光钎焊、激光一次气体保护焊、激光二次气体保护焊和一次或二次气体保护焊。未来，熔化功率将不再是影响焊接效率的主要因素。新焊缝几何形状、新焊头材料和焊嘴材料的组合将是影响单位时间熔深和焊缝长度的主要因素。与老一代激光气体保护焊技术相比，新一代激光气体保护焊技术具有更高的生产能力。它有多个电源，从总功率来看，其采购成本低于纯激光焊接设备。与双喷嘴气体保护焊相比，其保护气体和焊接辅材成本更低；与焊缝长度相比，人工成本更低。页面节省了焊接坡口的加工成本。焊接材料的化学成分可以在熔炼过程中进行调整。例如，如果焊接材料只用于气体保护焊，可以通过添加一些化学成分来提高其韧性，焊缝的抗冷裂性能也可以得到明显的提高。同时也有助于提高熔池中熔融金属的流动性。新的激光气体保护焊技术允许被焊件的焊接坡口公差更大，大大方便了焊缝的准备，不像纯激光焊接有严格的公差要求，节省了坡口准备成本。与气体保护焊相比，激光气体保护焊新技术传递给母材的热能更少，从而减少了母材的变形和焊后工件校正的工作量。在角焊中，当焊缝的机械强度相同时，新型激光气体保护焊的焊缝体积更小。与传统角焊缝焊缝位于角焊缝表面不同，新型激光气体保护焊在激光的作用下，焊缝到达角焊缝内部，而不仅仅是在角焊缝表面焊接。同样的熔深4mm，普通角焊的尺寸是4mm，而新型激光气保焊只有2mm，另外2mm深到工件内部(如图3)。这种效应也带来了更小的焊接变形，使得焊接件的装配性能更好。3图普
通角焊与激光气体保护焊的对比在单、双气体保护焊嘴的新老激光气体保护焊技术的直接对比中，下列数据明显的说明双焊嘴的优势：可焊接焊缝宽度提高25％；焊接速度提高50％~100％；焊接速度相同时，焊接的焊缝容积增加50%。
在机械制造最典型的角焊缝焊接中，这一焊接工艺技术在两块厚2mm的钢板角焊中的焊接质量明显提高。高集中度的激光光束形成了样板式的深层熔池，两个气体保护焊焊嘴形成了最佳的表面覆盖焊缝，一深一浅，配合的完美无缺（如图4）。
图4 搭接接头的角形焊缝
新型激光气体保护焊的高效率
在经过大量的实验室试验之后，Fronius公司的研发设计人员也证实了新型激光气体保护焊技术的经济优势：仅焊接材料一项，例如使用G3Sil材料，企业对激光气体保护焊投资就可以在5~10年的时间内收回。
由自动化焊接设备带来的高速度也给激光气体保护焊接技术增色不少。例如，长期以来一直采用4台气体保护焊接设备对压力容器（如图5）进行焊接，利用激光气体保护焊技术则只需要1台焊接设备就可以完成全部的焊接任务，同时焊接面积也减少75％，显著降低了焊接生产的成本。再加上减少了生产操作人员，从4个人减少到1个人，也可为企业减少人工费用。从整个固定成本和变动成本的角度来考虑问题，激光气体保护焊接设备的投资回收期少于2年。在未考虑激光气体保护焊接设备占用的生产场地更小这一因素时，双焊嘴的气体保护焊与双焊嘴的激光气体保护焊之间的比较结果如图6。
图5 采用激光气体保护焊的直径400mm的容器
a：2台焊接设备 焊接速度为2m/minb：1台焊接设备 焊接速度为4m/min图6 MSG气体保护焊（a）与激光气体保护焊（b）每米焊缝的费用对比
在2009年的焊接与切割技术展览会上，观众将会看到具有实际应用意义的激光气体保护焊接设备在控制程序的指挥下完成实际焊接。控制程序将在现阶段的基础上对焊接参数、焊接流程以及焊接设备进一步优化。未来，单气体保护焊嘴和双气体保护焊嘴的激光气体保护焊系统将会是激光焊接设备投资者关注的重点。因为更高的激光工作效率和新型的光导纤维以及沙本激光技术将会使激光设备的采购成本再降低20％~30％。
