摘 要

激光-电弧复合热源焊接技术作为21世纪最具有发展力的高效连接技术中的一种，具有许多单一激光焊或是单一电弧焊所不具备的优点，其激光电弧协同效应使得加工效率以及加工质量有大大提升，增强了工艺适应性。目前，许多国家都对此技术都有广泛关注和大力研究，我国也在近年来展开了研究。

本文首先对该技术的产生及发展做了简要介绍，并对其中典型的三种不同类型复合焊工艺做出基本阐述。以各研究学者的试验结果为依据，重点讨论了传统电弧焊或激光焊难以焊接的金属材料采用复合焊焊接时的焊接性，发现该工艺在这方面有良好适应性。

随后，以一些研究学者所提供的具体试验案例为依托，在工艺性能方面分别将该工艺与单一激光焊接工艺及单一电弧焊接工艺进行对比，分析其优势。并通过理论分析探讨其经济性。发现该工艺相对于传统工艺在性能及经济性方面都具有一定的优势。

最后，讨论该技术的新发展、简述数字模拟技术在该技术当中的应用、研究激光器对其影响，并探讨该技术在未来的发展趋势以及应用前景。结果都表明该技术有着乐观的未来。

关键字：激光-电弧复合焊；电弧焊；激光焊；工艺性能

ABSTRACT

As one of the most powerful and efficient connection technologies in the 21st century, laser-arc hybrid heat source welding technology has many advantages of laser welding or arc welding. The laser-arc synergistic effect makes the process efficiency and process quality greatly improved, enhances the process adaptability. At present, many countries have extensive attention to this technology and vigorously study. China has also started research in recent years.

In this article , the introduction and development of the three different types of hybrid welding process are briefly introduced firstly. Based on the experimental results of each research scholar,we discussed the weldability of some metal materials ,which is bad by traditional arc welding or laser welding,by laser-arc hybrid welding.And found that the process has a good adaptability in this regard.

Then, based on the specific test cases, the laser-arc hybrid welding process and the laser welding process and the arc welding process were compared in the process performance to analyze the advantages of this process. And through theoretical analysis to explore its economy. It can be considered that the process has a certain advantage in terms of both performance and economy.

Finally, the new development of this technology is discussed. The application of digital simulation technology in this technology is discussed, and the influence of the laser on it is discussed. The future development trend and application prospect of the technology are also discussed. The results show that the technology has an optimistic future.

Keywords:laser-arc hybrid welding;laser welding;arc welding;process performance

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 3

1-1 激光-电弧复合焊接工艺产生与发展 1

1-2 典型激光-电弧复合焊接工艺 2

1-2-1 激光-TIG复合焊接接工艺 2

1-2-2 激光-MIG复合焊接复合焊接工艺 2

1-2-3 激光-等离子体弧复合焊接工艺 3

第二章 激光-电弧复合焊材料焊接性和适应性 5

2-1 复合焊金属材料焊接性 5

2-1-1 铁素体不锈钢金属的焊接性 5

2-1-2 铝及其合金的焊接性 5

2-1-3 钛及其合金的焊接性 6

2-2 复合焊接工艺适应性分析 7

2-3 激光-电弧复合加工工艺可行性探讨（堆焊、表面改性） 8

2-3-1 激光-电弧复合热源堆焊工艺 8

2-3-2 激光-电弧复合热源表面熔覆工艺 8

第三章 激光-电弧复合焊工艺性能比较研究 9

3-1 激光焊与复合焊工艺性能比较 9

3-2 电弧焊与复合焊工艺性能比较 10

3-3 激光-电弧复合焊工艺经济性探讨 11

第四章 激光-电弧复合焊技术的新发展 14

4-1 激光-电弧复合焊技术的新发展 14

4-1-1 激光-电弧复合焊在热源组合方面的新发展 14

4-1-2 激光-电弧复合焊在热源相对位置方面的新发展 14

4-1-3 激光-电弧复合焊在热源功率配合方面的新发展 14

4-1-4 激光-电弧复合焊在焊接设备方面的新发展 15

4-2 数值模拟技术在激光-电弧复合焊工艺的应用 15

4-2-1 数值模拟技术在激光-电弧复合焊工艺的应用现状 15

4-2-2 数值模拟技术在复合焊接的应用实例 15

4-3 激光器对复合焊的影响 16

4-4 激光-电弧复合焊技术的发展趋势与应用前景探讨 17

第五章 结论 18

参考文献 19

致 谢 22

第一章 绪论

进入工业化时代以后，人们一直都在寻求可以达到更高生产效率、更高生产质量的同时又具有更低生产成本的工业生产技术，在焊接技术方面也是如此。自20世纪初期，电弧焊技术开始在各种工业生产有所应用，很快就成为了工业中主要的连接技术，有调查表明，工业应用中电弧焊占据了焊接总量中的70%甚至更多^[1]。但是，随着新型材料不断出现，超薄和大、厚结构的不断应用，以及人们对生产效率和产品质量的更高追求，这使得采用传统电弧焊方法在焊接某些材料或者结构时产品不尽人意，难以满足现代制造业的需求。在各国专家的研究试验下，许多各种各样不尽相同的新型焊接技术开始陆陆续续地出现，激光-电弧复合焊技术就是其中之一。

1-1 激光-电弧复合焊接工艺产生与发展

激光-电弧复合焊接技术展示出激光焊以及传统电弧焊的各自长处，又弥补了单一热源焊接时的缺憾。在双热源的耦合效用下，使该技术达到1 1＞2的功效^[2]。

因此，这种将两种大不相同的热源复合叠加，并按照一定顺序排布起来的复合焊接技术应运而生。如图1.1所示为其原理图：