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第三章 焊接热处理技术

第一节 焊接方法与工艺

一、激光 - 电弧复合焊接技术

（一）概述

1. 概念
铝合金激光 - 电弧复合焊接技术激光焊接是利用高能激光束对待焊工件进行聚焦
照射，使工件温度瞬间升至 2000℃以上，将母材金属熔化的一种熔焊加工手段。激光
焊以其能量密度高、焊接速度快、对焊件的热损伤小等特点被认为是目前最有前景的

先进连接技术，但是激光焊接的设备投入较高、对高反射率属性材料的能量利用率较
低，而且激光束光斑尺寸较小，接头“桥接”性不强，使得其对焊件的装配精度要求
极高，这些都成为制约激光焊进一步发展的关键性问题。电弧焊接是利用电极与母材

之间的电弧热来加热熔化焊件的一种熔焊方法，按照电极特性的不同，可将其分为熔
化极气保焊（GMAW）与非熔化极气保焊（TIG）。电弧焊的突出优点是成本低廉、
易实现机械化，但是由于电弧的能量发散，对工件的穿透能力有限，焊接效率不高，
尤其是在制造业中，提高焊接效率的主要手段即提高焊速，但电弧焊由于受到各种缺

陷条件（咬边、未熔合、驼峰）的制约，使得其焊接效率提高的空间十分有限。将激
光与电弧热源进行耦合的激光 - 电弧复合焊接方法由英国学者 W.Steen 于 20 世纪 70
年代首次提出，该方法将价格低廉、工艺稳定的电弧热源与高效激光热源相结合，在

保留激光热源自身高能量密度、高传导特性的同时，可降低材料的激光功率需求，增
强材料的激光吸收率，同时激光对电弧的吸引压缩作用可增强电弧燃烧的稳定性，两
种热源能量的有机叠加使得复合焊接方法可发挥出部分大于整体的协同效应。
根据两种热源空间位置的分布，激光 - 电弧复合焊接方法可分为同轴复合与旁轴
复合两种模式。同轴复合是指激光束与电弧束中心线重合，激光穿过电弧中心或者由

电弧穿过环形或多道激光束中心，能够提供具有高对称性的复合焊接热源，其复合焊
接加工头的体积较小，能够适应不同位置的焊接需求，但是复合焊枪对同轴度和零部
件集成度的要求较高，设计制造相对复杂，在实际工业生产中应用的频率不高。旁轴

复合是一种相对容易的复合方式，可通过设计结构简单的工装实现，两种热源的中心
轴线可根据实际工况在空间进行自由布置，可拆卸性强，对工件具有良好的可达性，

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