激光-电弧复合焊接技术的研究进展及应用现状

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1、综述航天制造技术激光-电弧复合焊接技术的研究进展及应用现状赵耀邦成群林徐爱杰张小龙欧阳自鹏（上海航天精密机械研究所，上海201600）摘要：对激光-电弧复合焊接技术的研究进展及应用现状进行了全面地梳理和总结。综述了激光-电弧复合焊接技术的内涵及特点、工艺及机理的国内外研究进展，介绍了工程化的激光-电弧复合焊接头以及激光-电弧复合焊接技术在船舶、油气管道、高速列车、航天等领域的工程化应用情况。关键词：激光-电弧复合焊；激光焊；焊接机理；复合焊接头RecentAdvancesinResearchandApplicationofLaser-arcHybridWeldingTechnolog

2、yZhaoYaobangChengQunlinXuAijieZhangXiaolongOuyangZipeng(No.800ResearchInstituteofShanghaiAcademyofSpaceflightTechnology,Shanghai201600)Abstract：Recentadvancesinresearchandapplicationoflaser-archybridweldingwerecomprehensivelyreviewed.Theconceptandcharacteristicsoflaser-archybridweldingandtheadv

3、ancesinweldingtechniqueandmechanismathomeandabroadweresummarized.Theindustrialapplicationoflaser-archybridweldinginship,oilpipeline,high-speedrailandaerospacewereintroduced.Keywords：laser-archybridwelding；laserwelding；weldingmechanism；hybridweldingtorch1引言性，减少激光焊咬边缺陷；激光与MIG电弧复合或者通过其它填丝的复合方式，由于填

4、入焊丝与母材的冶优质、高效、低成本的焊接方法一直是焊接工作金作用有利于减少焊接裂纹倾向和提高焊缝力学性者不懈的追求，通过两个或者以上焊接热源的协同作能；电弧的加入降低了激光对工件的间隙、错边及对用是实现优质、高效、低成本焊接的一个重要途径，中的要求。激光-电弧复合焊接便是其中最有发展前景的先进焊气体喷嘴接方法之一。激光束电极英国帝国理工大学W.Steen教授于上世纪70年电弧电弧代末提出了激光-电弧复合焊接的思想[1]，图1所示为熔滴激光-电弧复合焊接示意图。激光-电弧复合焊既充分熔池地发挥了激光焊和电弧焊各自的优势又避免其自身的不足，并且激光和电弧的协同作用使得激光-电弧图1激光-

5、电弧复合焊接示意图复合焊取得了1+1>2的效果。激光-电弧复合焊接的[2]特点为：电弧的加入延缓了焊缝凝固时间，有利于迄今为止，激光-电弧复合焊接已成为各国焊接减少气孔、裂纹等缺陷，改善焊缝与固态母材的润湿作者简介：赵耀邦（1982-），博士，焊接技术与工程专业；研究方向：焊接及激光加工技术。收稿日期：2014-05-0911综述2014年8月第4期学者竞相研究的热点问题，已部分被用于航天、高速级激光和电弧复合焊，激光主要起稳定、压缩电弧列车、造船、压力管道等工业生产领域，并具有良好的作用，比较适合薄板的焊接，有千瓦级激光和电[3～5]的发展潜力。弧复合焊，兼有激光和电弧的优点，工业

6、中已有万瓦级的激光和MAG电弧的复合焊，主要用于船板等2激光-电弧复合焊接技术研究进展大厚板的焊接。2.2激光-电弧复合焊接机理研究国内外研究者从不同激光种类以及弧焊方法的激光-电弧复合焊接过程存在激光与电弧复杂的热源组合、热源排布方式以及热源功率匹配等角度研物理效应，比如发现并试验证实电弧等离子体通过逆究了激光-电弧复合焊接工艺特点，同时从激光与电轫致吸收效应衰减激光能量，激光匙孔效应产生的金[8]弧的相互作用机制分析了激光-电弧复合焊接的物理属蒸汽改变Ar，原子为主的电弧成分，这些物理效机理。应会在一定程度上影响复合焊接焊缝成形、焊接质量2.1激光-电弧复合焊接技术概况及过程的稳

7、定性，比如发现TIG电流大到一定程度时[9]激光-电弧复合焊接大致可以有以下几种分类激光-TIG电弧复合焊熔深却减小、激光匙孔可以[1]方式：从热源的相对位置来看，有激光和电弧同轴吸引压缩TIG电弧弧根的现象。因此，激光与电弧和旁轴之分，一般意义上的激光-电弧复合焊是指激相互作用机理是激光-电弧复合焊过程控制的物理基光和电弧处于工件同侧的复合焊，哈尔滨工业大学础，对深入阐释激光-电弧复合焊接机理进而加速工苗玉刚博士则研究了激光与TIG电弧位于工件两侧程化应