图 1-1 激光+GMAW 复合热源焊接原理图

新型的激光+电弧复合焊接特种加工技术，它将截然不同的激光和电弧两种物理 性质、能量传输机制复合在一起，同时作用在同一加工位置，二者有机结合繁衍出了 很多新的特点：高能量密度、高能量利用率、高的电弧稳定性、较低的准备精度以及 待焊接工件表面质量等。又相互弥补了各自的不足。从而形成了一种全新的高效热能 源。

1。3。1  激光+GMAW 复合焊特点

激光+GMAW 复合焊与单纯的激光焊和电弧焊相比，经过激光与电弧的相互作 用，则主要有着以下优点[10]：

① 増大焊接速度，提高焊接效率，降低生产成本。复合热源焊接时，电弧的引 入提供了额外的热量输入，从而增大了焊缝烙深。此外，焊接速度的増加使复合焊线 能量减小，单位距离热输降低，焊后变形及残余应力也随之降低，从而减少了焊后变 形的工艺，降低了生产成本。文献综述

② 减少焊接缺陷，改善焊缝成形。复合热源焊接过程中，电弧相对较大的作用

面积使熔池的尺寸较大，存在时间较长，大部分熔池内部气体能够在熔池池凝固之前 逸出据表面，从而减少气孔、裂纹等缺陷的产生。另一方面，激光可提高金属的润湿 性，有利于抑制咬边等焊接缺陷的产生[11-12]。

③ 増强焊接工艺适应性。复合焊时，电弧的引入可以显著降低焊接对于工件间 隙、对中度以及错边的敏感度，研究表明了工件在 1。5mm 间隙下仍可以得到成形良 好的焊缝[13-14]。

④ 提高焊接稳定性。电弧焊接时电弧容易受到外部环境因素的影响而发生漂移、 偏转等不稳定现象，降低焊缝质量。复合热源焊接时，当语接速度提高到 10m/min 时，激光仍能够将电弧牢牢地钉扎在小孔附近。来:自[优E尔L论W文W网www.chuibin.com +QQ752018766-

1。4 国内外研究现状

1。4。1 复合焊工艺研究

1。4。2 复合焊机理研究

1。5 本文研究主要内容

(1) 本论文以 12mm 厚 6061 铝合金作为材料进行研究，用平板对接的方法对 12mm 厚铝合金焊接材料进行光纤激光+GMAW 复合焊接，利用 MIG 进行多层多道 焊，利用盲孔法进行计算。

(2) 基于热弹塑性理论，建立温度场跟应力场的三维数值模型，利用 ANSYS 数 值模型再进行分析和计算。

(3) 分析 12mm 铝合金复合焊对接接头的残余应力，并与 MIG 多层多道焊进行 比较。