في مجال تصنيع الألواح السميكة، غالبًا ما يستخدم المصنعون اللحام بالقوس المغمور لتقليل عدد مرات اللحام، وهي تقنية تقليدية مستخدمة منذ عقود. يمكن للبدائل مثل اللحام بالقوس المغمور التسلسلي زيادة معدل الترسب، كما أن لحام الشعاع الليزري أصبح خيارًا ناشئًا. في مؤتمر المعهد الدولي للحام المنعقد في اليونان عام 2024، عرض مايكل كليمنز من معهد اللحام والربط في جامعة آخن التقنية الألمانية تقنية لحام هجين جديدة بالليزر والقوس المغمور، والتي من المتوقع أن تعيد تشكيل المشهد الصناعي.

تُعرف هذه التقنية باسم اللحام الهجين بالليزر والقوس المغمور التسلسلي أو LUPuS-Tandem، وقد نشأت من بحث بدأه الدكتور سيمون أولشوك في عام 2004. تستخدم حاليًا ليزر القرص الصلب وتكوين لحام القوس المغمور التسلسلي بمسدسي لحام، مما يجمع بين التسامح العالي في التجميع والتبريد البطيء لللحام بالقوس المغمور، ومزايا سرعة وعمق الاختراق لللحام بالليزر. يقول كليمنز: "عندما زدنا ارتفاع اللوح إلى 6 ملم و8 ملم، زادت الهجينة في العملية." في موضع 8 ملم، اندمج هيكل اللحام بشكل كامل، وأظهرت العملية مرونة قوية تجاه تداخل المواد المساعدة.

اختبر فريق البحث لوحًا من سبائك الهيكل المنخفضة عالية القوة S355 بسمك 40 ملم، باستخدام ليزر بقوة 16 كيلووات ومصدرين لللحام بالقوس المغمور بقوة 1000 أمبير لكل منهما، وسرعة لحام 0.6 متر في الدقيقة. أكملت هذه التقنية لحام مواد بسمك 40-50 ملم باستخدام لحامين فقط، باستخدام تقنية الطبقة/الطبقة المعاكسة. بالنسبة لللحام أحادي الجانب للألواح بسمك 26 ملم، استخدم الفريق نظام الوسادة المغناطيسية من شركة WeldNova GmbH، لمنع الانثقاب وتحقيق الاختراق الكامل. يشير كليمنز: "باستخدام تقنية الوسادة هذه، يمكننا لحام لوح الـ 26 ملم هذا باستخدام طبقة [لحام] واحدة فقط."

تمتلك تقنية اللحام الهجين بالليزر والقوس المغمور إمكانات تجارية هائلة، حيث يمكن تطبيقها في صناعات مثل طاقة الرياح، مما يعزز بشكل كبير كفاءة لحام الألواح السميكة. يصف كليمنز: "يمكننا إكمال لحام يصل إلى 50 أو 60 ملم - أو حتى أكثر، اعتمادًا على قوة الليزر المتاحة - باستخدام لحامين فقط." من المتوقع أن تفتح هذه الابتكارات إمكانيات جديدة للتصنيع الثقيل، مما يدفع تقنية اللحام الهجين بالليزر والقوس المغمور لتصبح عملية رئيسية في المستقبل.