CN103501952B - 利用混合激光和埋弧焊工艺进行厚板接合的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种焊接系统（400）和方法被提供用于焊接厚板（W），其中所述方法和系统（400）包括使用激光器（201），该激光器（201）将光束（203）引导至第一焊接熔池（209A），来焊接工件（W）的至少一部分。具有第一焊接焊条（207）的焊炬（205）在激光束（203）被引导至第一焊接熔池（209A）时可以被引导至同一焊接熔池（209A）。因此，焊炬（205）可以熔敷第一焊接焊条（207）来创建第一焊道（209）。焊剂喷嘴（211）被用来将焊剂（F）熔敷到焊道（209）上，并且至少一个埋弧焊炬（213；215）被用来将埋弧填充金属（214；216）引导至焊道（209），来通过埋弧焊工艺创建第二焊道（217），其中所述埋弧焊工艺熔化第一焊道（209）的部分，来使熔化的部分消耗到第二焊道（217）中。

Description

利用混合激光和埋弧焊工艺进行厚板接合的方法和设备
发明的背景
发明的领域
符合本发明的方法、装置和系统涉及根据权利要求1、7、11和16的利用混合激光和埋弧焊工艺的厚板接合。
相关技术的描述
存在许多行业要求焊接具有0.5英寸或更大的厚度的工件。该焊接通常被称为厚板焊接。这样的行业包括例如船舶建造和管路建设。然而，当焊接厚板工件时，需要使用大量的填充金属来获得适合的接头（joint）。由于这一点，所以通常需要在接头之上进行多个行程来确保充分的焊缝熔敷。这增加涉及创建接头的总劳动时间。此外，根据所使用的工艺，接头可以被焊接的速度会受限制。例如，如果焊接工艺的行进速度过高，则特定焊接工艺会导致焊接接头（weld joint）的裂缝或其他缺陷。至少由于这些缺点，合乎期望的是，实现这样的焊接系统和工艺，所述焊接系统和工艺在焊接具有0.5英寸或更大的厚度的工件时能够提供高熔敷率并且提供适合的焊缝（weld）。
发明内容
本发明的目的在于提高厚板焊接操作中的焊接的行进速度。该问题分别通过权利要求1、7、11和16中的特征的组合来解决。本发明的示例性实施方案是用于焊接厚板工件的方法和装置，其中所述方法和装置包括使用激光焊接装置和焊炬，该激光焊接装置将激光束引导至工件的第一焊接熔池，以焊接工件的至少一部分，该焊炬邻近该激光焊接装置设置从而在激光束被引导至焊接熔池时将第一焊接焊条引导至该第一焊接熔池。焊炬熔敷该第一焊接焊条，来将第一焊道（weld bead）创建到由激光焊接装置焊接的部分上。焊剂喷嘴被用来将焊剂熔敷到第一焊道上，并且至少一个埋弧焊炬被用来通过埋弧焊工艺将埋弧填充金属引导至该第一焊道，以创建第二焊道，其中埋弧焊工艺熔化该第一焊道的至少一部分，来使熔化的部分消耗到第二焊道中。
埋弧焊工艺由于其通常在高速下的高熔敷率以及其相对于GMAW类工艺的改善的侧壁熔深特征，可以被用在第一填充行程之后。此外，埋弧焊工艺的使用导致平坦化并且通常在工件上提供改善的焊道。来自埋弧焊工艺的改善的侧壁熔深辅助提供期望的焊缝轮廓和机械性质，这是仅利用GMAW类工艺所无法实现的。在第二填充行程期间，埋弧焊工艺熔透入GMAW焊道，以致GMAW焊道的至少一部分被消耗到埋弧焊道中。换句话说，埋弧焊道熔透到GMAW焊道中，以致GMAW焊道的至少一部分不再是从埋弧焊道可辨别的。换言之，来自第一行程的填充金属的至少一些在埋弧焊行程中被重新熔化，以致来自第一行程的填充金属被吸收到埋弧行程的填充金属中。第一行程焊道的这样的重新熔化（或再利用）对创建具有改善的焊缝轮廓和机械性质的优化最终焊道来说是有益的。在另一示例性实施方案中，超过GMAW焊道的横截面面积的50%通过埋弧焊工艺和焊道被消耗。在进一步的示例性实施方案中，埋弧焊工艺和焊道的熔深深度是这样的，以致消耗GMAW焊道的横截面面积的100%。在这样的实施方案中，埋弧焊道熔深的深度是这样的，以致该焊道直接接触激光焊接焊道。由此，来自第一行程的全部填充金属被重新熔化并且被吸收到埋弧焊工艺的焊道中。在这样的实施方案中，在第二行程之后将不会留下可辨别的或不同的GMAW焊道。上面所论述的第一填充行程和第二填充行程的组合在厚的工件中提供这样的焊接的接头，该焊接的接头具有精确且充分的熔深深度而同时提供充分的侧壁熔深。由此，第一填充行程和第二填充行程的组合在具有0.5英寸或更大的厚度的工件中提供更加精细且优化的焊道。此外，除了具有改善的焊缝质量，还可以实现显著的焊接效率。例如，本发明的示例性实施方案可以以每分钟至少60英寸的速度焊接。其他示例性实施方案可以以每分钟至少80英寸的速度焊接。此外，焊接操作的总熔敷率可以被显著地提高。某些用于厚板焊接的现有系统可以熔敷达约30lb/时（填充金属熔敷的速率）。然而，该熔敷率对于许多厚板焊接操作来说是不够的，由此需要熔敷填充金属的许多附加的行程——大大增加了成本并且减少在形成这样的焊缝时可能的吞吐量。本发明的示例性实施方案可以实现至少40lb/时的熔敷率，并且进一步的示例性实施方案可以实现至少50lb/时的熔敷率。这样的熔敷率可以容易地在单行程中充分填充厚板焊接接头、显著减少焊接时间和输入到焊接接头的总能量。采用本发明的示例性实施方案的附加优点包括仅需从单侧焊接厚板、降低工件变形、降低针对相对行进速度和熔敷率输入的热以及使工件上的热影响区变窄。此外，本发明的实施方案大大降低厚板焊接的成本，因为使用埋弧焊工艺（具有这样的高熔敷率）意味着焊接接头的相靠高度（land height）可以被降低，由此减少所需的激光功率，降低激光装置的成本。在本发明的示例性实施方案中，GMAW第一行程的填充金属（即，焊条）与用于埋弧焊第二行程的填充金属相同。然而，在本发明的其他示例性实施方案中，各行程的填充金属具有不同的成分。例如，考虑的是，GMAW填充金属是低碳钢合金，例如ER70S型的焊条，而埋弧填充金属是高强度焊条，例如可以与MIL800H焊剂一起使用的LA100焊丝。这样的组合可以根据工件的成分/材料类型提供优化焊缝轮廓。注意的是，本发明不限于使用上面指出的焊条和焊剂，所述焊条和焊剂作为示例被指出。根据本发明的另一实施方案，在用于焊接厚板工件的焊接装置中，所述焊接系统包括：激光焊接装置，所述激光焊接装置将激光束引导至所述工件的第一焊接熔池，以焊接所述工件的至少一部分；第一焊炬，所述第一焊炬邻近所述激光焊接装置设置，从而在所述激光束被引导至所述焊接熔池时将第一焊接焊条引导至所述第一焊接熔池，其中所述焊炬熔敷所述第一焊接焊条来将第一焊道创建到由所述激光焊接装置焊接的所述部分上；焊剂喷嘴，所述焊剂喷嘴将焊剂熔敷到所述第一焊道上；第一和第二埋弧焊炬，所述第一和第二埋弧焊炬每个分别将第一和第二埋弧填充金属引导至所述第一焊道，来通过埋弧焊工艺创建第二焊道，其中所述至少两个埋弧焊炬中的每个被这样定向，以致在焊接期间所述第一和第二埋弧焊接焊条中的每个被引导至公共焊接熔池，并且其中所述第一焊炬和所述第一埋弧焊炬之间的落后距离（trailing distance）为至少6英寸。根据本发明的又另一实施方案，用于焊接厚板工件的焊接系统，所述焊接系统包括：激光焊接装置，所述激光焊接装置将激光束引导至所述工件的第一焊接熔池，来焊接所述工件的至少一部分；焊炬，所述焊炬邻近所述激光焊接装置设置，从而在所述激光束被引导至所述焊接熔池时将第一焊接焊条引导至所述第一焊接熔池，其中所述焊炬熔敷所述第一焊接焊条来将第一焊道创建到由所述激光焊接装置焊接的所述部分上；第一焊接电源供应器，所述第一焊接电源供应器耦合到所述焊炬，来提供第一焊接信号到所述焊炬，其中所述第一焊接电源供应器采用气体金属弧焊工艺、金属惰性气体焊接工艺、药芯弧焊工艺或者金属活性气体焊接工艺中的任一种来创建所述第一焊道；焊剂喷嘴，所述焊剂喷嘴将焊剂熔敷到所述第一焊道上；第一和第二埋弧焊炬，所述第一和第二埋弧焊炬每个分别将第一和第二埋弧填充金属引导至所述第一焊道，来通过埋弧焊工艺创建第二焊道，第一和第二埋弧焊接电源供应器，所述第一和第二埋弧焊接电源供应器分别耦合到所述第一和第二埋弧焊炬中的每个，来提供第一和第二埋弧焊接信号到所述第一和第二埋弧焊炬中的每个，其中所述至少两个埋弧焊炬中的每个被这样定向，以致在焊接期间第一和第二埋弧焊接焊条中的每个被引导至公共焊接熔池，并且以致所述第一和第二埋弧焊接焊条之间的理论交点在所述第二焊道之下，其中所述第一焊接焊条和所述第一埋弧填充金属之间的落后距离为至少6英寸。
附图的简要说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明显，在所述附图中：
图1A至图1C图示说明与本发明的示例性实施方案一起使用的示例性焊接接头的横截面的图示表征；
图2图示说明本发明的焊接设备的示例性实施方案的图示表征；
图3图示说明根据本发明的示例性实施方案的焊接系统的示例性实施方案的图示表征；以及
图4图示说明根据本发明的示例性实施方案的焊接小车组件的示例性实施方案的图示表征。
示例性实施方案的具体描述
现在将在下面通过参照附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考编号在通篇中涉及相似的要素。
图1A到图1C描绘利用本发明的示例性实施方案形成的示例性焊接接头的横截面。在图1A至图1C中所示的示例性接头中，对接型接头被示出，但是本发明不被具体地限定到仅在这些类型的接头上使用并且可以被用于其他类型的焊接接头。本发明的各种示例性实施方案被使用在这样的焊缝上，其中要被焊接的工件W在焊接接头处具有0.5英寸或更大的厚度。在图1A到图1C中，相靠高度L被示出为是工件W的基本上彼此平行的相对表面S的高度。在本发明的示例性实施方案中，相靠高度L可以表征工件W的全部厚度。可替换地，在其他示例性实施方案中，相靠高度L小于工件W的厚度。例如，如图1A至图1B中所示的，如果工件的厚度为0.75英寸，则相靠高度可以为0.5英寸，并且剩余的0.25英寸具有V形缺口槽的形式。
在本发明的示例性实施方案中，在工件W的相对表面S之间可以存在空隙G。然而，在其他示例性实施方案中，工件W可以彼此以齐平方式接触。在某些示例性实施方案中，空隙G可以在1至10mm的范围内。
此外，尽管图1A到图1C示出工件W具有相同的厚度，本公开在此方面不受限，因为本发明的示例性实施方案可以被用来接合不同厚度的工件。
当接合厚板时，示例性实施方案采用焊接工艺/系统的组合来优化焊接性能。这一点将结合图1B和图1C简要地论述并且将结合图2到图4更加详细地论述。
如在上面简要论述的，图1A描绘可以利用本发明的实施方案被焊接的示例性焊接接头，其中相靠高度L小于工件W的厚度并且表面S之间存在空隙G。表面S沿着相靠高度L基本上彼此平行。注意的是，本发明的各方面不受工件W的材料成分的限制，工件W的材料成分可以例如为低强度钢或高强度钢。
图1B描绘图1A的焊接接头，其中焊接工艺的第一填充行程已经完成。具体地，在本发明的示例性实施方案中，该第一填充行程经由混合激光-GMAW焊接工艺完成。GMAW是气体金属弧焊并且通常被称为MIG或金属惰性气体焊接。为完成该第一填充行程，激光束由于其高熔深深度而被使用。激光被用来提供针对焊接接头中的相靠高度L的大部分的激光焊缝101。激光由于其能量密度以及由激光提供的精确和聚焦水平可以沿着相靠高度（land）L精确地焊接工件。这样，激光焊接提供到焊缝底部或接近焊缝底部的聚焦熔深。与激光焊接同时的，GMAW焊接工艺被用来在激光焊缝101上提供GMAW焊道103。使用GMAW工艺和激光焊接提供填充金属到焊缝中的增加并且来自GMAW工艺的填充金属出于激光焊接的目的帮助聚焦激光。进一步地，在要被焊接的接头中存在空隙G的情况下，GMAW工艺提供必要的填充金属来允许在混合激光焊接工艺期间该空隙被充分填充并且被恰当地焊接。此外，使用GMAW/MIG焊接工艺允许为了合乎期望的焊缝轮廓和机械性质增加特定合金到焊道。
上面描述的工艺一般被称为混合激光-GMAW焊接，并且一般被本领域的普通技术人员所知。这样，在此无需论述这样的焊接操作的细节。
注意的是，本申请通篇参照混合激光-GMAW焊接。然而，本发明不被具体限定为与激光系统一起使用GMAW或MIG，可以使用其他焊接系统。例如，可以使用其他类型的焊接，包括（但不限于）金属活性气体（MAG）焊接和金属芯弧焊（MCAW）。这些可替换的焊接工艺具有不同的性质以及根据期望的焊接参数可以是有利的优点并且可以与混合激光系统结合使用。因此，尽管本申请中的论述的其他内容涉及GMAW或MIG，这是为了简便和提高效率，而不意图排除其他类型的焊接工艺，例如MAG或MCAW。
当焊接厚板工件（例如本发明的各部分所考虑的那些厚板工件）时，混合激光GMAW焊接工艺的使用本身具有局限性，包括但不限于性能速度（例如，熔敷率和行进速度）以及焊缝质量问题。例如，由于混合激光-GMAW焊接工艺的本质，进入工件W的焊缝的侧壁熔深受限。因此，在本发明的示例性实施方案中，该第一填充行程之后跟随着埋弧焊（SAW）的第二填充行程。
图1C示出埋弧焊（SAW或埋弧焊（sub-arc welding））的第二填充行程之后的焊接接头。埋弧焊是已知的焊接工艺，其中一般地较大直径焊接焊条（例如5/32''）被使用并且焊弧通过颗粒状焊剂而免受外界大气影响。由于本领域的普通技术人员熟悉埋弧焊及其工艺，所以在此无需包括详细的描述。
埋弧焊工艺由于其通常在高速下的高熔敷率以及由于其优于GMAW类工艺的改善的侧壁熔深性质而可以被用在第一填充行程之后。此外，埋弧焊工艺的使用使得平坦化并且通常在工件W上提供改善的焊道105。来自埋弧焊工艺的改善的侧壁熔深辅助提供期望的焊缝轮廓和机械性质，这是仅利用GMAW类工艺所无法实现的。在第二填充行程期间，埋弧焊工艺熔透入GMAW焊道103，以致GMAW焊道的至少一部分被消耗到埋弧焊道105中。换句话说，埋弧焊道105熔透到GMAW焊道103中，以致GMAW焊道103的至少一部分不再是从埋弧焊道105可辨别的。换言之，来自第一行程的填充金属的至少一些在埋弧焊行程中被重新熔化，以致来自第一行程的填充金属被吸收到埋弧行程的填充金属中。第一行程焊道的这样的重新熔化（或再利用）对创建具有改善的焊缝轮廓和机械性质的优化最终焊道来说是有益的。
在另一示例性实施方案中，超过GMAW焊道103的横截面面积的50%通过埋弧焊工艺和焊道105被消耗。在进一步的示例性实施方案中，埋弧焊工艺和焊道105的熔深深度是这样的，以致消耗GMAW焊道103的横截面面积的100%。在这样的实施方案中，埋弧焊道105熔深的深度是这样的，以致该焊道105直接接触激光焊接焊道101。由此，来自第一行程的全部填充金属被重新熔化并且被吸收到埋弧焊工艺的焊道中。在这样的实施方案中，在第二行程之后将不会留下可辨别的或不同的GMAW焊道103。
上面所论述的第一填充行程和第二填充行程的组合，在厚的工件中，提供这样的焊接的接头，该焊接的接头具有精确且充分的熔深深度而同时提供充分的侧壁熔深。由此，第一填充行程和第二填充行程的组合在具有0.5英寸或更大的厚度的工件中提供更加精细且优化的焊道。此外，除了具有改善的焊缝质量，还可以实现显著的焊接效率。例如，本发明的示例性实施方案可以以每分钟至少60英寸的速度焊接。其他示例性实施方案可以以每分钟至少80英寸的速度焊接。此外，焊接操作的总熔敷率可以被显著地提高。某些用于厚板焊接的现有系统可以熔敷达约30lb/时（填充金属熔敷的速率）。然而，该熔敷率对于许多厚板焊接操作来说是不够的，由此需要熔敷填充金属的许多附加的行程——大大增加了成本并且降低在形成这样的焊缝时可能的吞吐量。本发明的示例性实施方案可以实现至少40lb/时的熔敷率，并且进一步的示例性实施方案可以实现至少50lb/时的熔敷率。这样的熔敷率可以容易地在单行程中充分填充厚板焊接接头、显著减少焊接时间和输入到焊接接头的总能量。
采用本发明的示例性实施方案的附加优点包括仅需从单侧焊接厚板、降低工件变形、降低针对相对行进速度和熔敷率输入的热以及使工件上的热影响区变窄。此外，本发明的实施方案大大降低厚板焊接的成本，因为使用埋弧焊工艺（具有这样的高熔敷率）意味着焊接接头的相靠高度L可以被降低，由此减少所需的激光功率，降低激光装置的成本。
在本发明的示例性实施方案中，用于GMAW第一行程的填充金属（即，焊条）与用于埋弧焊第二行程的填充金属相同。然而，在本发明的其他示例性实施方案中，各行程的填充金属具有不同的成分。例如，考虑的是，GMAW填充金属是低碳钢合金，例如ER70S类型的焊条，而埋弧填充金属是高强度焊条，例如可以与MIL800H焊剂一起使用的LA100焊丝。这样的组合可以根据工件W的成分/材料类型提供优化焊缝轮廓。注意的是，本发明不限于使用上面指出的焊条和焊剂，所述焊条和焊剂作为示例被指出。
现在转到图2，焊接设备200的示例性实施方案被描绘为对工件W进行焊接。设备200包括激光焊接操作中通常所使用的类型的激光装置201。激光装置201位于设备200的行进方向的前缘并且提供束203到工件W。尽管本发明的各方面不受激光器201的类型或构造的限制，但是激光装置201应当具有能够精确地焊接工件W的相靠高度L区域的类型并且提供充分熔深能力，从而提供充分激光焊缝至焊接接头的全部长度、在焊接接头处的全部长度或接近焊接接头的全部长度提供充分激光焊缝。例如，参见图1B中的相靠高度L。在示例性实施方案中，激光装置201具有在6-20kW的范围内的功率，而在其他示例性实施方案中，激光装置201具有在10-20kW的范围内的功率。当然，高功率激光可以被使用，但是功率水平提高时，激光的成本也增加。本发明的优点在于能够以比通常使用的更低功率的激光在高速下实现非常厚的板焊接。在本发明的示例性实施方案中，激光装置201应当具有在工件W中创建“键孔（keyhole）”的功率和能力。换言之，激光装置201应当具有充分的能量密度来通过要被激光器201焊接的工件W的厚度（例如，相靠高度L）形成孔，并且在焊接接头的创建期间保持该熔深水平。在本发明的示例性实施方案中，能够在工件W中提供充分的“键孔”的激光装置201具有在于106-107瓦/cm2的范围内的能量密度。
在进一步的示例性实施方案中，激光装置201具有允许束203大小和/或密度的手动和/或自动调节的可聚焦/可调节束透镜，从而针对变化的焊接操作是可调节的。在描绘的示例性实施方案中，激光装置201被这样定位，以致束203垂直于焊缝的上表面被发射。然而，本发明的实施方案考虑改变装置201的角度，以致束203以一角度入射到工件W。在本发明的示例性实施方案中，激光装置201被这样定位，以致束203在接近焊接熔池的中心处入射到焊接熔池。
图2中示出的设备200还包括GMAW（或MIG）焊炬205，焊炬205定位在邻近激光装置201的落后位置。（如前面所陈述的，在某些示例性实施方案中，可以使用其他类型的焊接和焊炬而不是GMAW或MIG，包括但不限于MAG或MCAW）。炬205经由GMAW/MIG焊接工艺将第一填充焊条207递送至焊接接头，来创建焊道209（同样参见图1B中的项103）。在描绘的示例性实施方案中，炬205被这样定位，以致第一填充金属207（焊接焊条）相对于焊缝的表面以一角度被递送至焊缝。换言之，激光束203和填充金属207不是彼此平行的。束203和填充金属207之间所成角度被优化，但是在束203的中心线和填充金属207的中心线之间可以在30-60度的范围内。在本发明的示例性实施方案中，炬205被这样定位，以致GMAW/MIG焊接工艺将填充金属207熔敷到束203被引导至的同一熔融焊接熔池中。换言之，激光装置201和炬205共用一焊接熔池。在另一示例性实施方案中，炬205被这样定位，以致束203的至少一部分在焊接工艺期间入射在填充金属207上。这样的定位辅助聚焦束203来实现相靠高度L的优化熔深和焊缝质量。基于焊缝的期望性能标准，优化填充金属207的突伸以及要应用的保护气体（如果有的话）。
此外，通过炬205便利的GMAW/MIG焊接工艺可以具有任何已知类型的焊接操作。例如，某些示例性实施方案可以使用脉冲焊接工艺，而其他示例性实施方案可以采用表面张力过渡型焊接工艺。
图2中描绘的示例性实施方案中，炬205和激光装置201在焊接操作的行进方向上被定位在公共中心线上——换言之，部件彼此直接排成一列。
尽管图2描绘炬205处于落后位置，注意的是，在本发明的其他示例性实施方案中，焊炬205在焊接期间可以是领先激光装置201的。换言之，图2中炬205和激光装置201的定向可以反过来。在又另一示例性实施方案中，双炬配置或串联炬配置可以被使用，其中两个焊炬205被用来创建更大的第一行程焊道。例如，领先和落后的炬205二者可以包围激光装置201（激光装置201定位在炬205之间）。当接头空隙G大时，这样的配置可以被使用。因为大的空隙G将在第一行程中需要更多填充材料，可能会需要针对第一行程使用双炬配置。
炬205之后是焊剂喷嘴211，焊剂喷嘴211将焊剂F递送至焊缝。焊剂喷嘴211和焊剂F可以具有用于进行埋弧焊工艺的任何已知的类型。喷嘴211被定位为与炬205排成一列并且在炬205之后，以致焊剂F不会干扰炬205或激光器201的操作，而是提供用于埋弧焊工艺的焊剂。注意的是，与完全在前不同的，在焊接期间使焊剂熔敷在埋弧填充金属周围同样是常见的。任一实施方案可以被用在本发明的实施方案中。
喷嘴211之后是至少一个埋弧焊炬213，至少一个埋弧焊炬213将埋弧填充金属214递送至工件以进行埋弧焊工艺。至少一个埋弧炬214被定位为与喷嘴211排成一列（在行进方向上）、在喷嘴211之后，以致焊剂F为埋弧焊工艺提供充分保护。在图2中所示的实施方案中，第一（213）和第二（215）埋弧炬被提供——创建串联埋弧焊配置。然而，本发明在此方面不受限，因为单个埋弧炬213可以被使用——取决于焊接操作的需求。此外，在附加的示例性实施方案中，可以使用多于两个的埋弧炬，例如，考虑的是，三个埋弧炬可以被定位为彼此排成一列。还考虑的是，可以使用附加埋弧炬。逻辑上，通过增加所使用的埋弧炬的数目，总熔敷率被增加。
如在图2中所示的，如在一般埋弧焊工艺中那样，炬213/215在焊剂F之下创建埋弧焊道217。（这同样在图1C中被示出——项105）。
在图2中，炬213和215相对于焊缝成角度并且被这样成角度，以致各自的填充物214和216被朝向彼此引导。在该配置中，填充金属214和216被这样引导，以致在焊接操作期间它们共用公共焊接熔池。在其他示例性实施方案中，可以使用其他定向。例如，在单炬实施方案中，炬213可以垂直于焊缝的表面被定向。此外，在具有多于一个埋弧炬的串联配置中，在仍共用同一焊接熔池的情况下，炬中的至少一个可以垂直于焊缝被定向，而其他的（一个或多个）是成角度的。例如，领先炬213被这样定位，以致领先填充金属214垂直于焊道，而落后炬215被这样成角度，以致落后填充金属216相对领先填充金属214成介于10和80度之间的角。
在本发明的示例性实施方案中，埋弧炬213和215的成角情况是这样的，以致各自的埋弧填充金属214和216之间的理论交汇点在埋弧焊道217的最大深度之下。在某些实施方案中，交汇点正好在焊道217的深度的之下。通过使具有这样的理论交汇点的填充金属214/216成角度，实现领先埋弧填充金属214和落后埋弧填充金属216之间的优化距离。
在本发明的使用多于一个埋弧填充物214/216的示例性实施方案中，填充物214/216的成分相同。然而，在其他示例性实施方案中，各自的填充物214/216的成分可以不同。换言之，可能的是，如果合乎期望的话，使用具有不同而兼容成分的焊条来获得混合焊道。例如，在实施方案中，领先填充金属214可以为金属芯焊丝，而落后填充物216为实心焊丝。金属芯填充金属的使用可以在使用更少电流的情况下提供更高填充速率。可替换地，在其他实施方案中，落后焊丝或者领先和落后填充金属二者可以为金属芯的。使用金属芯填充金属可以根据焊接操作导致利用比实心焊丝更少的电流熔敷更多的填充金属。此外，在某些示例性实施方案中，领先和落后焊条的大小（直径）不同。例如，领先焊条214可以具有比落后焊条更大的直径。
在本发明的另一示例性实施方案中（未示出），可以采用双弧埋弧焊工艺。双弧焊以单埋弧炬213使用两种填充金属。在这样的焊接中，二种填充金属（焊条）都通过同一炬（例如213），并且单个电源供应器（例如307）供应单个焊接波形至该炬。这样的工艺为本领域的技术人员所知。
附加地，在可替换的示例性实施方案中，如果期望的话，埋弧炬213/215可以相对焊道的中心线的两侧被成角度来增加焊道217的宽度。在这样的配置中，炬213/215中的至少一个（或全部）被这样成角度，以致其各自的填充金属214/216被熔敷到偏离焊道的中心线（而仍在公共焊接熔池中）的焊道217中。
如先前所解释的，埋弧焊工艺将消耗GMAW焊道209（图1B中的103）的至少一部分。这样的消耗可以多达GMAW焊道209的100%。因此，如在图2中所示的，埋弧焊道217的创建将消耗焊道209的至少一部分（或全部）。
现在转向图3，根据本发明的示例性实施方案的焊接系统300的示例性实施方案被示出。所示出的系统描绘各种电源供应器，所述各种电源供应器用来便利根据本发明的示例性实施方案的焊接操作。注意的是，没有在图3中示出的是用于GMAW/MIG或埋弧焊接操作的任何焊丝送进装置。这样的装置的结构和操作是已知的，并且无需在此描述其操作。然而，本领域的普通技术人员所熟知的是GMAW/MIG和埋弧焊操作采用焊丝送进装置来递送填充金属至各自的焊炬。
如在图3中所示的，激光电源供应器301被电气耦合到激光装置201来操作并且提供电力至激光装置201。这样的电源供应器是已知的。注意的是，在某些示例性实施方案中，激光装置201及其电源供应器301可以被一体地加工在单个壳体或单元中。然而，还考虑的是，由于各种设计约束（例如空间），可能需要将激光电源供应器301远离激光装置201设置。
GMAW电源供应器303被电气耦合到GMAW炬205，来提供GMAW/MIG焊接信号到炬205，以便利GMAW/MIG焊接操作。电源供应器303可以具有任何已知的类型或结构并且可以能够执行各种类型的焊接操作，包括但不限于，脉冲焊接和/或表面张力过渡焊接。例如，俄亥俄州克利夫兰的林肯电子公司生产的Power 电源供应器可以被用作GMAW电源供应器303。当然，该电源供应器在本质上仅仅是示例性的，并且本发明不限于使用该具体电源供应器。
当然，本领域的普通技术人员已知的，在执行GMAW/MIG焊接操作（如本发明的示例性实施方案所考虑的GMAW/MIG焊接操作）时通常使用保护气体。这样的保护气体可以包括二氧化碳、氩、氦及其混合。为清楚起见，到炬205的保护气体供应装置在图3中没有示出。然而，本发明的实施方案将具有保护气体源和供应系统来递送保护气体至GMAW焊接工艺，以确保GMAW弧被恰当地保护。注意的是，不应当使用干扰激光器201操作的保护气体。例如，利用CO2型激光需要使用特定保护气体（例如氦），来抑制激光创建的等离子，由此限制使用。然而，这样的保护气体问题可以在使用光纤激光技术的情况下被缓解。此外，在其他示例性实施方案中，焊接烟尘排除系统（未示出）可以被用来排除来自焊接操作的任何焊接烟尘。这样的系统是已知的并且将不会在此进一步论述。
耦合到焊剂喷嘴211的是焊剂源305。源305包含在焊接操作期间所使用的焊剂F。
领先埋弧炬213被耦合到第一埋弧电源供应器307，并且落后埋弧炬215被耦合到第二埋弧电源供应器309。埋弧电源供应器307/309可以具有任何已知的埋弧电源供应系统。这样的系统在焊接行业内是已知的。例如俄亥俄州克利夫兰的林肯电子公司生产的Power系统可以被使用。当然，该电源供应器在本质上仅仅是示例性的，并且本发明不限于使用该具体电源供应器。
在本发明的使用多炬的示例性实施方案（如图3中所示）中，各自的电源供应器307/309的埋弧焊工艺是相同的。例如，在串联配置中，利用两个埋弧焊炬，二者操作可以为DC或AC焊接。然而，在其他示例性实施方案中，可以是有益的是，使用不同的焊接参数或波形。例如，在某些示例性实施方案中，有益的是，使领先的埋弧焊接焊条（填充金属）具有DC+极性，而落后焊条以AC或可变极性模式操作。这样的配置将会增加埋弧焊工艺进入工件W中的总体熔深。可替换地，在使用两个埋弧焊接波形都是AC的工艺时，示例性实施方案可以针对领先炬213使用这样的AC波形来增加熔深，该AC波形具有比落后炬215更高（在幅值或时间方面，或者这两个方面）的正向分量。当然，还考虑的是，如果期望的话，落后的埋弧焊使用具有更高正向分量的AC波形。使用AC波形中增加的正向分量将不仅仅导致更高熔透率，而还会导致更高的热输入到焊缝中并由此可以改善焊道性能。此外，在其他示例性实施方案中，各自的埋弧工艺的电流幅值可以不同。例如，示例性实施方案使用这样的领先的埋弧焊接电流，该领先的埋弧焊接电流高于落后的埋弧焊接电流。这样的配置允许领先的埋弧工艺提供更深的熔深并且然后落后的埋弧被用来提供附加的填充材料。在本发明的示例性实施方案中，领先的埋弧焊工艺具有在750和1000安培的范围内的平均电流水平，并且落后的埋弧焊工艺具有在600-800安培的范围内的平均电流水平。在另一示例性实施方案中，领先的埋弧焊工艺具有在高于落后的埋弧焊工艺的平均电流水平50-150安培的范围内的平均电流水平。
在本发明的另一示例性实施方案中，落后的埋弧焊接波形可以具有比领先的埋弧焊接波形更大的负向分量。在这样的配置中，由于落后的埋弧工艺主要被用作填充工艺，所以可以利用更少的焊接电流实现高熔敷率。
当然，在单埋弧炬213被使用的情况下，则仅需要单个电源供应器307。在使用多于两个埋弧炬的其他示例性实施方案中，埋弧焊接电源供应器要被提供给每个埋弧炬。
在本发明的示例性实施方案中，各自的填充金属213/214的焊丝送进速度在串联或多炬配置中是相同的。然而，在其他示例性实施方案中，各自的填充金属214/216的焊丝送进速度是不同的。例如，在某些示例性实施方案中，领先填充金属214具有比落后填充金属216更高的焊丝送进速度。相对焊丝送进速度可以被调节来实现优化焊道轮廓。
如在图3中的示例性实施方案中所示的，第一控制器302被耦合到激光电源供应器301和GMAW电源供应器303中的每个。控制器302被用来同步化电源供应器301/303的操作。例如，控制器302被用来同步化各自的电源供应器301/303的打开和关闭，从而操作是被恰当同步的。尽管图3将控制器302描绘为分离部件，考虑的是，控制器302可以与激光电源供应器301或GMAW电源供应器303中的一个的控制部件形成一体，以致物理上分离的控制器303是非必要的。类似地，在示例性实施方案中，埋弧电源供应器307/309被耦合到公共控制器308，该公共控制器308同步化电源供应器307/309的操作。这样的控制器是已知的并且其结构和操作无需被详细描述。同样，与控制器302一样，控制器308可以与埋弧电源供应器307或309中的任一个的控制电子装置一体形成。
此外，在另一示例性实施方案中，主控制器（未示出）可以被使用，该主控制器同步化全部电源供应器301、303、307以及309的操作。这样的同步化可以确保每个电源供应器被同时或者以特定间隔打开和关闭。例如，由于激光/GMAW和埋弧焊工艺之间的距离，所以可以是合乎期望的是，在激光和GMAW电源供应器301/303被打开和关闭之后的某一间隔打开和关闭埋弧电源供应器307/309。这确保各自的焊接操作的每个覆盖焊接接头同一部分。
现在转到图4，小车组件400的示例性实施方案被描绘。小车组件400包括支撑构件401，激光装置201、GMAW炬205、喷嘴211、第一埋弧炬213以及第二埋弧炬215中的每个被固定到支撑构件401以进行操作。部件可以经由紧固件403或者根据期望固定部件的任何可行的连接装置被固定到该构件。在某些示例性实施方案中，在焊接期间小车组件400在行进方向上被移动，而在其他示例性实施方案中，在焊接期间小车组件400被固定并且工件W被移动。在组件400是可移动的示例性实施方案中，考虑的是，其他部件被固定到构件401来便利操作。例如，焊丝送进器、焊丝送进线轴以及焊剂源305可以被固定到构件401，从而与小车400一起移动。小车组件400还可以被提供以辊或轮（未示出），来辅助稳定沿着工件W的运动。组件400和构件401的各种结构和配置可以针对具体操作根据需要被定制。
如在图4中所示的，在位置A和B之间存在距离D，其中位置A是工件W上GMAW填充材料207被熔敷到焊缝中的位置，并且位置B是工件W上领先的埋弧填充材料214被熔敷到焊缝中的位置。该距离可以被称为落后距离。在示例性实施方案中，距离D为至少6英寸。在进一步的实施方案中，距离D在6-12英寸的范围内。在其他示例性实施方案中，距离D可以长于或短于上述少于12英寸的范围。然而，如果距离D短于D，则将会是必要的是，确保焊剂F可以被充分递送至焊缝以保护埋弧焊工艺而同时不干扰混合激光-GMAW焊接操作。
在某些示例性实施方案中，分隔件405可以被耦合到构件401和/或喷嘴211，分隔件405提供介于喷嘴211和混合激光-GMAW焊接工艺之间的屏障，来防止焊剂F干扰上游焊接操作。分隔件405被这样就位，以致其充分防止焊剂F流入激光-GMAW焊接工艺并且可以允许距离D被减小。这可以允许小于6英寸的落后距离。
在图4中所示的示例性实施方案中，每个部件被紧固地固定到构件401。然而，在其他示例性实施方案中，部件201、205、211、213以及215中的任一或全部可以是可定位的，以允许针对不同焊接工艺的方便改变。例如，炬205、213和215可以利用允许转动和/或线性运动的连接件被固定。转动可以允许炬根据期望被重新定位并且线性运动可以允许容易的突伸距离调节。这样的可定位性增加小车组件400的灵活性。在进一步的示例性实施方案中，埋弧炬213/215可以利用可定位的附接件被固定到构件401，以致炬213/215可以被成角度来从焊缝的中心线进行偏心焊接。例如，横向（side-to-side）枢转型附接件（例如，万向节）可以被用来允许炬213/215被定位，以通过使炬213/215成角度来偏离焊缝的中心进行焊接而增加焊道的宽度。
由于在许多应用中，来自GMAW焊接工艺的附加填充材料对于第一焊接行程来说可能是必要的，所以上面论述的实施方案针对的是使用混合激光-GMAW系统与埋弧焊。然而，这可能不会总是必需的。具体地，本发明的示例性实施方案可以不需要GMAW焊接工艺，以致实施方案仅采用上面描述的激光焊接和埋弧焊工艺。在这样的实施方案中，激光和埋弧工艺以及部件如上面所描述的那样操作。这一方案具有独立的创新意义。在这样的实施方案中，空隙G是小的，以致各自的工件W的相靠高度L部分是几乎接触（或接触）的。在这样的情形下，对来自GMAW/MIG工艺的附加填充材料的需要可以不再是必需的，以致激光焊缝对于接合工件W来说将是充分的而无需填充材料。然而，在这样的系统中，相靠高度L应当基本上被填充以激光焊缝101，以致随后的埋弧焊工艺将完全地填充焊接接头，并且在埋弧焊道217和激光焊缝101之间不存在空隙。为确保获得这样的结果，如果所述埋弧焊道105/217消耗所述激光焊缝101的至少一部分（类似于上面针对GMAW焊道103所描述的内容），那么会是合乎期望的。在示例性实施方案中，埋弧焊工艺是这样的，以致激光焊缝101的横截面的至少5%被埋弧焊道217/105消耗。该实施方案的优点在于，比起结合激光器201使用GMAW焊接工艺时可以实现的落后距离，该落后距离（介于激光接触位置和位置B之间）可以被进一步减小。这一描述的实施方案的其余方面类似于上面结合其余实施方案描述的内容。
如上面所描述的，利用本发明的示例性实施方案的焊接获得进行厚板焊接操作的改善的焊接工艺。换言之，实现提高的行进速度和熔敷率的组合，而避免焊缝缺陷和不充分的侧壁焊缝熔深。因而，本发明的示例性实施方案获得优于已知厚板焊接工艺的改进。
注意的是，由于埋弧焊工艺相对GMAW/MIG（或其他）的接近度，特定的弧稳定性问题可能出现在各种示例性实施方案中。例如，由于各种焊接工艺的接近度，可能会经历弧干扰、弧偏吹以及弧传感问题。换言之，可能发现的是，在焊接期间利用GMAW电源供应器303，埋弧焊工艺可能导致弧传感问题。然而，这样的问题可以以多种方式来解决和缓解。例如，每个焊接工艺的电流路径的控制可以通过焊接接地引线位置的优化布置来获得。通过，选择适合的接地引线位置（特别地针对埋弧焊工艺），电流路径干扰可以被最小化。在本发明的示例性实施方案中，埋弧焊工艺接地引线位置与焊接工艺一起行进，而保持与工件W的电气接触。在这样的实施方案中，这确保埋弧工艺与接地引线的距离保持恒定，来维持稳定的接地电流路径。类似地，GMAW/MIG焊接工艺的接地引线位置可以被定为与焊接工艺一起“行进”，以致该工艺的电流路径也保持恒定和稳定，来使干扰最小化。在进一步的示例性实施方案中，类似于上面论述的接地引线位置，电源供应器电压引线位置的布置可以被优化。
在进一步的示例性实施方案中，磁场操纵单元可以被用来以磁方式操纵或者以其他方式控制/稳定焊弧。一般已知的是，磁操纵单元可以被用于稳定化的焊弧并且尤其解决弧偏吹问题。这样的技术一般是已知的并且无需在此进行详细论述。例如，在示例性实施方案中，磁弧操纵单元被定位在第一行程和埋弧焊工艺之间，来以磁方式保护各自的焊接工艺。
附加地，本发明进一步的实施方案可以在各种焊接工艺之间使用焊接同步化来最小化弧干扰。例如，如果GMAW/MIG工艺是DC脉冲模式焊接工艺并且埋弧焊工艺中的至少一个是AC的，则这些工艺可以被同步化，以致GMAW/MIG脉冲的脉冲峰值与埋弧工艺的AC波形（一个或多个）同步，来优化焊接性能。
尽管本发明已经参照其示例性实施方案被具体地示出和描述，但本发明不限于这些实施方案。本领域的普通技术人员将理解的是，其中可以进行形式和细节上的各种改变而不脱离如由随后的权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
参考编号
101 激光焊缝 302 第一控制器
103 GMAW焊道 303 电源供应器
105 埋弧焊道 305 焊剂源
200 设备 307 电源供应器
201 激光焊接装置 308 控制器
203 激光束 309 电源供应器
205 焊炬 400 小车组件
207 填充材料或第一焊接焊条 401 支撑构件
209 焊道 403 紧固件
211 焊剂喷嘴 405 分隔件
213 第一埋弧焊炬
214 埋弧填充金属 D 落后距离
215 第二埋弧焊炬 F 焊剂
216 埋弧填充金属 G 空隙
217 埋弧焊道 L 相靠高度
217A 公共焊接熔池 S 表面
301 电源供应器 W 工件

Claims (23)

1.一种焊接的方法，所述方法包括：
提供用于焊接的至少一个焊接工件，所述至少一个焊接工件在焊接接头处具有至少0.5英寸的厚度；
进行所述焊接接头的第一焊接行程，其中所述第一焊接行程包括：
在所述焊接接头处引导激光束来焊接所述焊接接头的至少一部分；以及
以第一填充金属焊接所述焊接接头来创建第一焊道，其中所述激光束和所述第一填充金属在所述焊接接头的焊接期间被引导至单个焊接熔池并且所述第一填充金属被熔敷在由所述激光束焊接的所述焊接接头的所述部分上；
在所述第一焊接行程之后，将焊剂熔敷到所述焊接接头上；以及
以至少一第二填充金属使用埋弧焊工艺焊接所述焊接接头来完成所述焊接接头并且创建第二焊道，其中所述埋弧焊工艺熔化所述第一焊道的至少一部分并且使所述第一焊道的所述部分消耗到所述第二焊道中。
2.如权利要求1的方法，其中所述埋弧焊工艺熔化所述第一焊道的横截面面积的至少50％并且使所述熔化的第一焊道消耗到所述第二焊道中。
3.如权利要求1或2的方法，其中所述第一焊道通过气体金属弧焊工艺被创建。
4.如权利要求1或2的方法，其中所述第一焊道通过金属惰性气体焊接工艺被创建。
5.如权利要求1或2的方法，其中所述第一焊道通过金属活性气体焊接工艺被创建。
6.如权利要求1或2的方法，其中所述第一焊道通过金属芯弧焊工艺被创建。
7.如权利要求1或2的方法，其中所述第一焊道通过药芯弧焊工艺被创建。
8.如权利要求1的方法，其中所述第二填充金属落后于所述第一填充金属一落后距离，所述落后距离在6-12英寸的范围内。
9.如权利要求1的方法，其中所述埋弧焊工艺具有至少50lb/时的熔敷速率以及每分钟至少60英寸的行进速度。
10.如权利要求1的方法，其中进一步包括以埋弧焊工艺使用第二和第三填充金属焊接所述焊接接头，以完成所述焊接接头并且创建第二焊道，其中所述第二和第三填充金属中的每个被引导至公共第二焊接熔池。
11.一种用于焊接厚板工件(W)的焊接装置，所述焊接装置包括：
激光焊接装置(201)，所述激光焊接装置(201)将激光束(203)引导至所述工件(W)的第一焊接熔池(209A)，以焊接所述工件(W)的至少一部分；
焊炬(205)，所述焊炬(205)邻近所述激光焊接装置(201)设置，从而在所述激光束(203)被引导至所述焊接熔池(209A)时将第一焊接焊条(207)引导至所述第一焊接熔池(209A)，其中所述焊炬(205)熔敷所述第一焊接焊条(207)来将第一焊道(209)创建到由所述激光焊接装置(201)焊接的所述部分上；
焊剂喷嘴(211)，所述焊剂喷嘴(211)将焊剂(F)熔敷到所述第一焊道(209)上；
至少一个埋弧焊炬(213；215)，所述至少一个埋弧焊炬(213；215)将埋弧填充金属(214；216)引导至所述第一焊道(209)，来通过埋弧焊工艺创建第二焊道(217)，
其中所述埋弧焊工艺熔化所述第一焊道(209)的至少一部分，来使所述熔化的部分消耗到所述第二焊道(217)中。
12.如权利要求11的装置，其中所述第一焊接焊条(207)和所述埋弧填充金属(214；216)之间的落后距离在6-12英寸的范围内。
13.如权利要求11或12的装置，其中所述激光焊接装置(201)、所述焊炬(205)以及所述至少一个埋弧焊炬(213；215)中的每个被固定到公共支撑构件(401)。
14.如权利要求11的装置，其中所述埋弧焊工艺熔化所述第一焊道的横截面面积的至少50％来使所述熔化的第一焊道(209)消耗到所述第二焊道(217)中。
15.一种用于焊接厚板工件(W)的焊接系统，所述焊接系统包括：
激光焊接装置(201)，所述激光焊接装置(201)将激光束(203)引导至所述工件(W)的第一焊接熔池(209A)，来焊接所述工件(W)的至少一部分；
焊炬(205)，所述焊炬(205)邻近所述激光焊接装置(201)设置，从而在所述激光束(203)被引导至所述焊接熔池(209A)时将第一焊接焊条(207)引导至所述第一焊接熔池(209A)，其中所述焊炬(205)熔敷所述第一焊接焊条(207)来将第一焊道(209)创建到由所述激光焊接装置(201)焊接的所述部分上；
第一焊接电源供应器(303)，所述第一焊接电源供应器(303)耦合到所述焊炬(205)，来提供第一焊接信号到所述焊炬(205)；
焊剂喷嘴(211)，所述焊剂喷嘴(211)将焊剂(F)熔敷到所述第一焊道(209)上；
至少一个埋弧焊炬(213；215)，所述至少一个埋弧焊炬(213；215)将埋弧填充金属(214；216)引导至所述第一焊道(209)，来通过埋弧焊工艺创建第二焊道(217)，
至少一个埋弧焊接电源供应器(307；309)，所述至少一个埋弧焊接电源供应器(307；309)耦合到所述至少一个埋弧焊炬(213；215)，来提供埋弧焊接信号到所述埋弧焊炬(213；215)以进行所述埋弧焊工艺；
其中所述埋弧焊工艺熔化所述第一焊道(209)的至少一部分来使所述熔化的部分消耗到所述第二焊道(217)中。
16.如权利要求15的焊接系统，其中所述第一焊接焊条(207)和所述埋弧填充金属(214)之间的落后距离在6-12英寸的范围内。
17.如权利要求15或16的焊接系统，其中所述激光焊接装置(201)、所述焊炬(205)以及所述至少一个埋弧焊炬(213；215)中的每个被固定到公共支撑构件(401)。
18.如权利要求15的焊接系统，其中所述埋弧焊工艺熔化所述第一焊道的横截面面积的至少50％来使所述熔化的第一焊道(209)消耗到所述第二焊道(217)中。
19.如权利要求15的焊接系统，其中所述第一焊接电源供应器(303)采用气体金属弧焊工艺来创建所述第一焊道(209)；以及
其中所述至少一个埋弧焊炬(213；215)中的每个被这样定向，以致所述埋弧填充金属(214；216)中的每个在焊接期间被引导至公共焊接熔池(217A)，并且以致所述埋弧填充金属(214；216)之间的理论交点在所述第二焊道(217)之下。
20.如权利要求15的焊接系统，其中所述第一焊接电源供应器(303)采用金属惰性气体焊接工艺来创建所述第一焊道(209)；以及
其中所述至少一个埋弧焊炬(213；215)中的每个被这样定向，以致所述埋弧填充金属(214；216)中的每个在焊接期间被引导至公共焊接熔池(217A)，并且以致所述埋弧填充金属(214；216)之间的理论交点在所述第二焊道(217)之下。
21.如权利要求15的焊接系统，其中所述第一焊接电源供应器(303)采用金属活性气体焊接工艺来创建所述第一焊道(209)；以及
其中所述至少一个埋弧焊炬(213；215)中的每个被这样定向，以致所述埋弧填充金属(214；216)中的每个在焊接期间被引导至公共焊接熔池(217A)，并且以致所述埋弧填充金属(214；216)之间的理论交点在所述第二焊道(217)之下。
22.如权利要求15的焊接系统，其中所述第一焊接电源供应器(303)采用药芯弧焊工艺来创建所述第一焊道(209)；以及
其中所述至少一个埋弧焊炬(213；215)中的每个被这样定向，以致所述埋弧填充金属(214；216)中的每个在焊接期间被引导至公共焊接熔池(217A)，并且以致所述埋弧填充金属(214；216)之间的理论交点在所述第二焊道(217)之下。
23.一种焊接的方法，所述方法包括：
提供用于焊接的至少一个焊接工件，所述至少一个焊接工件在焊接接头处具有至少0.5英寸的厚度；
进行所述焊接接头的第一焊接行程，其中所述第一焊接行程包括在所述焊接接头引导激光束来以激光焊接焊接所述焊接接头的至少一部分并且以第一填充金属焊接所述焊接接头，其中所述激光束和所述第一填充金属在所述焊接接头的焊接期间被引导至单个焊接熔池；
以埋弧焊工艺焊接所述焊接接头来完成所述焊接接头并且在所述激光焊道之上创建埋弧焊道，
其中所述埋弧焊工艺熔化所述激光焊道的横截面面积的至少5％并且使所述熔化的激光焊道消耗到所述埋弧焊道中。
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