由于焊接方式通过降低零件数量，可以有效地提高零件结构的灵活性和提高生产效率，所以人们把焊接金属材料结构加工界的“裁缝”。在焊接钛及钛合金之时，作为传统的焊接方法的等离子弧焊和熔化极氩弧焊不同程度上都在存在焊接热影响区大、焊件热变形大、晶粒粗大、焊接效率低以及出现气孔和夹杂等焊接缺点[2]。工业上一般采用弧焊方法来焊接钛合金，使用最普遍的就是钨极惰性气体保护电弧焊(TIG焊)，但由于TIG焊接速度慢导致生产效率低。近年来，为满足现代焊接产品不断增长的高功能性、高精度性、高可靠性和高效率性的要求，人们开始尝试普及新型高效的焊接技术，如激光-GMAW(激光与熔化极氩气保护电弧焊)复合焊接技术就是其中之一。

  激光电弧复合焊接技术是将CO2激光或光纤激光与常规GMAW复合焊或等离子焊(PAW)复合在一起进行焊接，在降低工件装配精度、提高激光能量传输效率、提高焊接过程稳定性和降低焊接设备成本方面具有明显优势[3]。近年来，国内外大批优秀科学家都将研究目光放在了激光复合焊接上，他们认为激光复合焊接技术，将更好地服务于钛合金的焊接，其具有广阔的工业应用前景。经研究发现，在激光电弧复合焊接技术领域，使用不同的激光器，其焊接质量也不同。与其它激光器相比，光纤激光器具有很好的光束质量，很高的电光转换效率(25%～30%)以及超长的泵浦源寿命(超过50000h)等许多独特的优点[4]。但是，现有的文献主要集中在CO2或YAG激光电弧复合焊方面，对于光纤激光电弧复合焊的报道比较少，仅英国焊接研究所(TWI)和美国Edison焊接研究所(EWI)对于光纤激光焊、光纤激光电弧复合焊接钛合金有所报道[5]。我国由于对于激光焊接的研究起步较晚，目前，对于这些项目的研究还在进行之中。总体来说，光纤激光与电弧复合焊接钛合金的工艺、接头的组织与力学性能数据非常有限，尚需要深入研究。

  文中采用激光-GMAW复合焊接工业纯钛TA2薄板，对复合焊接的焊缝表面成形以及接头横断面形状特征进行了研究，并测试了复合焊接头的显微组织以及力学性能，为激光电弧复合焊在钛合金焊接中的应用提供了理论基础。

1。2 工业纯钛TA2基本特性及焊接特点

  本实验所使用的材料为工业纯钛TA2，其板材标准号为：GBT2281-2007(钛及钛合金板材)，是适用于350℃以下工作的零件。虽然工业纯钛TA2的强度较低，但由于其具有较好的塑韧性，优良的抗腐蚀性能，特别是工业纯钛TA2拥有良好的低温冲击性能，并且其可焊性很好。作为一种有发展前途的新兴的有色金属材料，工业纯钛在石油化工行业中获得越来越广泛地发展应用与发展。

1。2。1 工业纯钛的分类

作为一种α相钛，工业纯钛含有一定量的氧、氮、碳、硅、铁及其他元素杂质。工业纯钛是钛含量不低于98%的致密金属钛，少量氧、氮、碳、硅和铁等杂质也是工业纯钛的组成部分。其中，氧、氮、碳、氢和硅都属于间隙杂质元素，铁属于替代式β稳定元素。工业纯钛中的氧、氮、碳元素在提高钛的室温抗拉强度的同时也会降低钛的塑性，因此工业上对于钛中氧、氮、碳的含量都有比较严格的限制，特别是钛的氧含量。氢与钛的反应是可逆的，这是由于氢很难溶解于钛。氢对钛性能的主要影响表现为产生“氢脆”缺陷，当钛中氢含量达到一定量后，将会大大提高钛对缺口的敏感性，从而急剧地降低缺口试样的冲击韧性等性能。通常工业上规定钛中氢含量不能够超过0。015%。

根据其所含杂质量的不同，工业纯钛被分为TA1、TA2和TA3三种牌号。这三种工业纯钛中所含间隙杂质元素是逐渐增加的，所以工业纯钛的机械强度和其硬度也随所含间隙杂质元素的增加而逐级增加，但其塑性和韧性会相应下降。由于TA2的耐腐蚀性和综合力学性能适中，所以工业上常用就是工业纯钛TA2。