Page 77 - 结构装备施工技术分析与研究

» 第三章 焊接热处理技术

激光 -PAW 复合焊接的焊接质量与工艺参数的关系。研究表明等离子弧可以形成高密
度等离子体，复合焊接热输入比激光 -TIG 复合焊接小 40%，当等离子弧处于焊接方
向前方时可以消除涂覆锌层，比单激光成形效果更好，当两热源间隔距离变长后，两
者不会产生协同作用。
中航工业制造所的陈俐等人采用自行研制的 YAG 激光等离子弧旁轴复合焊接设

备，采集了激光 -PAW 复合焊接过程中的电弧、光致金属蒸气和光谱并进行了相应的
分析。结果表明，激光 -PAW 复合过程中的线光谱不仅是两者的组合，且由于激光和
等离子弧的作用使得金属蒸气云和 PAW 的光谱强度增强，产生了新的线光谱。不锈

钢激光 -PAW 复合焊接的线光谱特征受激光功率、PAW 电流、两热源间距及前后顺序
的影响较大。
美国桑迪亚国家重点实验室的 Fuerschbach 等人于 1999 年采用末端聚焦激光束和
等离子弧同轴复合焊接技术对 1.27mm 厚的 6061 铝合金进行了焊接实验。结果显示，

对于铝合金的焊接，该种工艺可以消除熔合区的热裂纹，同时相比于单热源的焊接，
焊缝熔宽和熔深都有增加。
（3）激光 -GMAW 复合焊接

GMAW 焊接（熔化极气体保护焊）包括 MIG（熔化极惰性气体保护焊）和 MAG（熔
化极混合气体保护焊），两种方法原理是一样的，只有保护气体不同。与激光 - 非熔
化极气体保护焊复合焊接相比，由于 GMAW 以连续送进的焊丝为电极，使得可焊接
板厚更大，焊接适应性更强，同时削弱了因焊接间隙过大或熔池液体蒸发造成的焊缝
凹陷、咬边及变形等缺陷，更容易改变焊缝金属的组织性能，但由于存在送丝，使得

激光 -GMAW 复合焊大多采用旁轴复合。
西安交通大学的张林杰等人研究了传统 MIG 焊与激光 -MIG 复合焊接在焊接铜时
对接头焊缝外观、机械性能、微观组织及电导率的影响。结果表明，与 MIG 相比，

激光 -MIG 复合焊接有更高的生产效率、更低的热输入、更细的晶粒、更小的焊缝及
热影响区，同时复合焊的接头强度、导电性和热扩散系数要高于 MIG 焊。
江苏科技大学的胥国祥等人开发了激光 -GMAW 复合焊接三维数值模型，用于研
究铝合金焊接过程中熔池液体流动现象和激光功率对熔池动态特性的影响，计算不同

激光功率的温度和速度场，并通过实验验证了计算结果。结果表明复合焊接过程中流
体流速的峰值和平均值都远高于 GMAW。在低激光功率下，电弧力和液滴冲击力对
流体流动起相对大的作用，匙孔深度总是在一定范围内振荡；随着激光功率的增加，
焊池流动行为变得更加复杂，产生逆时针涡旋，提升了匙孔的稳定性。

长春工业大学的刘双宇等人利用高速摄像机对激光 -MAG 复合焊接过程中的熔滴
过渡及形貌和等离子体形貌进行了采集和分析。结果表明激光对电弧有压缩作用且这

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