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结构装备施工技术分析与研究
Analysis and Research on Construction Technology of Structural Equipment

且焊接加工头集成度低，制造方便，是目前激光 - 电弧复合焊接方法中常采用的复合
模式。随着复合焊接技术的成熟，一些科研企业也逐步推出了商用的旁轴集成复合加
工头，赋予了复合焊接更多发展的可能。
根据所复合电弧热源的不同，激光 - 电弧复合焊接可以分为激光 -GMAW（熔化极）
复合焊和激光 -TIG（非熔化极）复合焊。随着技术的发展，在 TIG 弧的基础上又开

发出了电弧质量更高的等离子体弧（PAW），由此衍生出了激光 - 等离子体弧复合焊接、
激光 - 双电弧复合焊等方式。在目前各类复合焊中，激光 -GMAW 复合焊是应用较为
成功的一种复合焊接方法，与激光 -TIG 复合焊相比，该方法下电流与送丝具有一元

化调节的关系，且无需频繁更换烧损的钨极，参数设置相对简单，其工艺的先进性与
实用性更胜于激光 -TIG 复合焊，因此在制造业中的应用更为广泛。
日本学者 Tsubota Shuho 等人采用自主研发的 YAG 激光 -MIG 复合焊接系统实现
了对 4mm 铝合金板材的快速焊接和 6mm 低碳钢板的多层多道焊接，均取得了良好

的效果。同时，他们还发现该系统可显著降低工件对装配精度的要求，在对接间隙为
1.00mm 时，仍可获得外观良好的接头。
陶传琦等人分别采用了激光 -MIG 复合焊和 MIG 弧焊方法对 A7N01 铝合金进行

了焊接，结果显示，在相同的热输入条件下，复合焊接头可获得更深的焊缝熔深，在
厚板的焊接中，复合焊的焊接效率较单 MIG 弧焊可提高 50.3%，复合焊接头焊后拉伸
和冲击性能均优于 MIG 焊。北京工业大学乔俊楠等人采用光纤激光 - 变极性 TIG 复
合焊接方法对 4mm 厚 A7N01 铝合金进行焊接后，对其疲劳特性进行了研究，结果表
明，带余高的焊接接头疲劳极限为 115.0MPa，接头疲劳失效区位于焊缝中心软化区，

去除余高后，接头疲劳极限可提高至 160.0MPa。经 30 天自然时效后，接头力学性能
达到稳定，疲劳裂纹扩展速率较焊态时有所降低。
2. 激光 - 电弧复合焊接特点

随着机械加工制造水平的不断提高，汽车、航空航天、军工、核电行业等领域对
产品焊接质量、稳定性及生产效率提出了更高的要求。20 世纪 90 年代后，激光泵浦
源的不断丰富、激光稳定性和功率的不断提高，使得激光-电弧复合焊接技术的稳定性、
焊接效率和焊接质量都有了较大的提升。许多专家学者对其进行了深入的研究，以期

提炼出激光与电弧的作用机理，但由于其模型的复杂性，至今没有形成统一的理论。
但从国内外的相关研究中可以总结出激光 - 电弧复合焊接技术的一些作用特点及优势：
（1）提高各自能量利用率
金属表面对于激光的吸收率较低，尤其是铝、镁、铜等有色金属，90% 以上的激

光能量会被反射掉，但此吸收率会随金属表面温度的上升而增加，电弧的加入使得材
料表面的温度升高，熔化形成熔池，大大提高了工件对于激光的吸收率；同时激光的

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