1。1。1 激光焊

激光是一种高能密度的热源，激光运用在焊接技术上具有焊接速度快、焊件变形 小、线能量低、焊缝热影响区比较狭窄、焊接缺陷小等优点，从而通过这种焊接所得 到的焊缝质量较好。激光焊具有的焊接速度快等独特的优点，使得它在工业领域得到 青睐，在航天航空、汽车制造、船舶制造、军工、电子器件等方面我们都可以看到激 光焊的影子。因此，激光焊被公认为21世纪最具有生命的焊接方法之一。激光本身并 不是纯天然就存在的，我们所用的激光都是通过人工的方法产生的[1]。但激光焊也具 有以下缺点：激光设备价格昂贵、在焊接前要进行很精密的的准备工作，尤其是在装 配间隙上的要求最为苛刻、激光焊多用刀的光束能量的利用率较低、激光焊在焊接铝及铝合金和铜及铜合金等反射率高的金属时，大部分激光会被反射出来，使得焊接过 程中焊接的稳定性比较差，容易产生气孔、缩孔、咬边等焊接缺陷[2]。

由于激光焊存在的各种不足，使得激光焊一直没有被广泛使用，当今专家学者们 也正积极地研究降低激光焊成本的方法，试图能够提升激光焊接的应用范围，让激光 焊接成为工业领域上的一种具有说服力的焊接方式。

1。1。2 激光电弧复合焊原理及特点

70 年代末，英国伦敦帝国大学开始把目光投向电弧对激光焊接具有加强作用方 面研究的研究工作[3]。经过一系列的研究发现，激光对电弧有吸引、约束和稳点的作 用，与此同时电弧的预热作用可以是、使材料更容易地对激光的进行吸收。经过大量 的研究，一般激光与电弧的主要联合应用方式如图 1-1 所示[4]。

图 1-1 激光与电弧联合方式焊接（激光与电弧复合）

这种联合方式中电弧和激光作用在同一区域内，电弧和激光之间存在相互作用， 在我们常常用到的激光电弧复合焊中，这种复合热源的方式是最常见的。

经研究发现，激光对金属表面的辐射作用下，产生了复杂的化学反应，在这一复 杂的化学反应下产生了金属蒸汽等离子体，等离子体对入射激光具有吸收、折射和散 射的作用，这导致了部分激光被浪费掉从而降低了激光的利用率。等离子体中粒子数 密度影响着等离子体对入射激光的吸收、折射和散射作用，等离子体粒子数密度越高， 激光能量的损耗就越多。加入电弧后，电弧等离子密度比较低，低密度的电弧等离子 体的渗入，使得等离子体对入射激光的阻碍作用得到减小，从而提高了激光的利用率。 此外电弧对母材的预热作用，使母材温度升高，这样材料对激光的吸收作用得到增强， 使得激光的作用得到发挥，在一定程度上可以增加熔深。

此外，电弧焊接过程中焊丝熔化后填充焊缝，激光电弧焊接的方法可以进一步的 使拼缝间隙容陷得到扩大，从而减小甚至消除焊接后接头处的凹陷，由此可以使焊缝 形貌得到改善。

激光电弧的复合焊接，与单 MIG 焊和纯激光焊相比，具有得天独厚的优势，它 不仅适用范围广，而且焊接成本低，复合热源焊接比电弧单独热源或激光单独热源的 焊接方式都具有其独特的优势[5]。图 1-2 归纳总结了复合热源的基本优势。

图 1-2 激光-电弧复合热源优势

1。1。3 激光-电弧复焊的分类

（1）激光－MIG/MAG  电弧复合焊(Laser-MIG welding)

如图1-3所示，与 TIG 复合焊不同的是，激光－MIG/MAG 复合焊是需要有填充 焊丝的，焊丝对焊缝的组织和焊缝的性能有很大程度的提升作用，焊缝的熔深有了很 明显的提高，因此可以焊接更厚的板材。激光对于电弧具有引导和压缩作用，所以激 光可以改善电弧的形态，如果在选择了比较合适的激光焊的焊接参数的情况下，就能 改变熔滴的过渡方式，从而得到更加稳定的焊接过程，减少飞溅。MIG/MAG 弧的方 向性比 TIG 弧好很多，一旦改变电弧同激光所作用的区域，就可以明显地提高装配 容错率，也可以降低较小的间隙误差和错边对于焊接过程的影响，此外装配所耗费的 时间减少，焊后处理也比较方便，极大地提高了焊接效率[6]。