激光(guang)電(dian)弧(hu)復合(he)焊(han)(han)有(you)(you)時(shi)也稱(cheng)電(dian)弧(hu)輔(fu)助激光(guang)焊(han)(han)接(jie)技術，其主要目的(de)是有(you)(you)效利用(yong)激光(guang)和(he)電(dian)弧(hu)的(de)熱源，充分發揮兩種(zhong)熱源各自優(you)勢，取長補(bu)短，以(yi)較小的(de)激光(guang)功率(lv)獲(huo)得較大的(de)熔深，穩定焊(han)(han)接(jie)過(guo)程，提高焊(han)(han)接(jie)效率(lv)，降低激光(guang)焊(han)(han)接(jie)的(de)裝配精(jing)度和(he)應用(yong)成本。
采用(yong)激(ji)光和(he)電(dian)(dian)弧(hu)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)的(de)方(fang)式有兩種方(fang)式：一種是激(ji)光與電(dian)(dian)弧(hu)沿焊(han)接(jie)方(fang)向(xiang)前后串行(xing)(xing)排列，且兩者(zhe)相距較(jiao)大，作(zuo)為兩個獨立的(de)熱(re)源(yuan)作(zuo)用(yong)于(yu)焊(han)件，主要利用(yong)電(dian)(dian)弧(hu)熱(re)源(yuan)對焊(han)縫(feng)進(jin)行(xing)(xing)預(yu)熱(re)或后熱(re)，以提高(gao)材料對激(ji)光的(de)吸收率，改善焊(han)縫(feng)組織和(he)性能；另一種是激(ji)光和(he)電(dian)(dian)弧(hu)共同作(zuo)用(yong)于(yu)同一個熔池，焊(han)接(jie)過程(cheng)中(zhong)激(ji)光和(he)電(dian)(dian)弧(hu)之間存在(zai)相互作(zuo)用(yong)和(he)能量的(de)耦合，也就是我們常(chang)說的(de)激(ji)光電(dian)(dian)弧(hu)復合焊(han)接(jie)。
激光電弧(hu)復(fu)合焊接(jie)又分(fen)同軸復(fu)合和旁(pang)軸復(fu)合，如圖3-55所示(shi)。
1. 同(tong)軸(zhou)復合(he)是(shi)(shi)激(ji)光(guang)束(shu)與電(dian)弧(hu)同(tong)軸(zhou)作用在焊(han)(han)件(jian)的(de)(de)同(tong)一(yi)位置，即激(ji)光(guang)穿(chuan)過電(dian)弧(hu)中(zhong)心或電(dian)弧(hu)穿(chuan)過對稱(cheng)布置的(de)(de)環狀(zhuang)光(guang)束(shu)或多束(shu)幾何中(zhong)心到達焊(han)(han)件(jian)表面(mian)。激(ji)光(guang)-TIG電(dian)弧(hu)復合(he)是(shi)(shi)較為簡單(dan)的(de)(de)一(yi)種同(tong)軸(zhou)復合(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)方式，焊(han)(han)接(jie)(jie)時，激(ji)光(guang)在熔池(chi)中(zhong)形成(cheng)(cheng)的(de)(de)小孔(kong)對電(dian)弧(hu)具有吸引和(he)壓縮作用，增強(qiang)了電(dian)弧(hu)的(de)(de)電(dian)流密(mi)度和(he)穩定性；即使在高(gao)速焊(han)(han)接(jie)(jie)條件(jian)下，仍可保(bao)證電(dian)弧(hu)穩定，焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)(cheng)形良好，氣(qi)孔(kong)、咬邊(bian)等缺陷大大減少。它(ta)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)速度一(yi)般是(shi)(shi)激(ji)光(guang)焊(han)(han)接(jie)(jie)速度的(de)(de)2倍以上，更遠遠大于TIG焊(han)(han)。這(zhe)種復合(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法主要(yao)用于薄板(ban)或薄壁不銹鋼(gang)管的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，焊(han)(han)接(jie)(jie)速度高(gao)達15m／min，焊(han)(han)縫(feng)成(cheng)(cheng)形明顯改善，且(qie)降(jiang)低了對坡口加工精度的(de)(de)要(yao)求。
2. 旁(pang)軸復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)是激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)和(he)電弧(hu)(hu)呈一(yi)(yi)定角度地作用(yong)在焊(han)(han)(han)(han)件的同一(yi)(yi)位(wei)置，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)與(yu)電弧(hu)(hu)呈不對(dui)稱的幾何關系。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)可以(yi)(yi)在電弧(hu)(hu)前(qian)方(fang)(fang)引(yin)(yin)入(ru)，也可以(yi)(yi)要電弧(hu)(hu)后(hou)方(fang)(fang)引(yin)(yin)入(ru)。旁(pang)軸復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)容易實現，可以(yi)(yi)采用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)與(yu)TIG電弧(hu)(hu)、MAG/MIG電弧(hu)(hu)或(huo)等離子(zi)弧(hu)(hu)復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)是目前(qian)應(ying)用(yong)最廣泛的一(yi)(yi)種復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)熱源(yuan)焊(han)(han)(han)(han)接方(fang)(fang)式，由于MIG具有送絲和(he)熔(rong)滴過渡，一(yi)(yi)般(ban)采用(yong)旁(pang)軸復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)方(fang)(fang)式，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)不但可增大熔(rong)深，改善(shan)(shan)焊(han)(han)(han)(han)接適(shi)應(ying)性，還可通(tong)過填(tian)充焊(han)(han)(han)(han)絲改善(shan)(shan)焊(han)(han)(han)(han)縫組(zu)織和(he)性能。采用(yong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)接速度比(bi)單激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)或(huo)單MIG焊(han)(han)(han)(han)時提高約1/3，而輸入(ru)能量減少(shao)了1/4，更體現出復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)的高效和(he)節能優勢。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)比(bi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)-TIG復(fu)(fu)合(he)(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)的板厚更大，焊(han)(han)(han)(han)接適(shi)應(ying)性更強。
旁(pang)軸復合(he)焊接(jie)根據焊接(jie)位(wei)置（即兩熱源的相(xiang)對位(wei)置）的不同，又分為激光前(qian)(qian)置（電弧(hu)在激光之后(hou)）和(he)激光后(hou)置（電弧(hu)在激光之前(qian)(qian)）兩種形式(shi)，其焊接(jie)原(yuan)理(li)示(shi)意圖如圖3-56所示(shi)。兩熱源前(qian)(qian)后(hou)位(wei)置的不同對焊縫形貌、成形影(ying)響較大(da)。
用激(ji)光-MAG復合焊(han)進(jin)行試驗時，在(zai)完全相同(tong)的(de)焊(han)接參數(shu)下，互換兩(liang)熱源前(qian)后位置(zhi)(zhi)，從(cong)圖3-57和圖3-58中(zhong)可以看出(chu)焊(han)縫形(xing)貌(mao)截然(ran)不同(tong)，激(ji)光后置(zhi)(zhi)焊(han)縫，兩(liang)熱源都達到了有(you)(you)效耦合，焊(han)縫表(biao)面(mian)圓(yuan)潤(run)飽滿，基(ji)本沒有(you)(you)飛(fei)濺；激(ji)光前(qian)置(zhi)(zhi)焊(han)縫，焊(han)縫寬窄不一且伴(ban)有(you)(you)大顆粒飛(fei)濺，電弧不能穩定燃燒，兩(liang)種熱源耦合較差。從(cong)上(shang)述(shu)圖中(zhong)還(huan)可以知(zhi)道，當熱源間距(ju)為(wei)6mm時，兩(liang)者焊(han)縫形(xing)貌(mao)都處于最(zui)佳狀態。
圖3-59表(biao)示了(le)熱(re)源間距與熔(rong)寬(kuan)(kuan)關(guan)系，從圖中除了(le)熱(re)源間距＝2mm外，激光(guang)(guang)(guang)前(qian)置(zhi)時(shi)(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)熔(rong)寬(kuan)(kuan)均比激光(guang)(guang)(guang)后(hou)置(zhi)時(shi)(shi)較(jiao)寬(kuan)(kuan)。這是因(yin)為激光(guang)(guang)(guang)前(qian)置(zhi)時(shi)(shi)沒(mei)有電(dian)(dian)弧(hu)(hu)預(yu)熱(re)母(mu)材，使焊(han)(han)(han)接金(jin)屬(shu)首先(xian)對激光(guang)(guang)(guang)是反射作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)，待金(jin)屬(shu)表(biao)面微(wei)熔(rong)后(hou)，對激光(guang)(guang)(guang)能量的(de)(de)吸(xi)收(shou)才變得明顯，不能形成激光(guang)(guang)(guang)小(xiao)孔效(xiao)應，激光(guang)(guang)(guang)致(zhi)等離(li)子體減(jian)少。因(yin)此，對電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)引導(dao)、壓(ya)縮(suo)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)減(jian)弱，弧(hu)(hu)柱在金(jin)屬(shu)表(biao)面作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)面積增(zeng)加，導(dao)致(zhi)激光(guang)(guang)(guang)前(qian)置(zhi)施(shi)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)熔(rong)寬(kuan)(kuan)較(jiao)寬(kuan)(kuan)、熔(rong)深較(jiao)淺、余高小(xiao)還有不同(tong)程度的(de)(de)咬邊缺陷(xian)。激光(guang)(guang)(guang)后(hou)置(zhi)施(shi)焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)首先(xian)對焊(han)(han)(han)接作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)點進行預(yu)熱(re)，金(jin)屬(shu)對激光(guang)(guang)(guang)能量吸(xi)收(shou)和(he)小(xiao)孔效(xiao)應增(zeng)強(qiang)，激光(guang)(guang)(guang)對電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的(de)(de)引導(dao)和(he)壓(ya)縮(suo)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)強(qiang)，而(er)且MAG焊(han)(han)(han)縫(feng)處(chu)于(yu)前(qian)傾焊(han)(han)(han)接方位，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)力后(hou)排(pai)熔(rong)池金(jin)屬(shu)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)也增(zeng)大(da)，熔(rong)滴著陸點與激光(guang)(guang)(guang)在焊(han)(han)(han)接金(jin)屬(shu)上的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)點距離(li)縮(suo)短，提(ti)高了(le)能量的(de)(de)利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)率，因(yin)此焊(han)(han)(han)縫(feng)熔(rong)深要深些(xie)，熔(rong)寬(kuan)(kuan)相應要窄些(xie)。
圖3-60表示出(chu)熱(re)源(yuan)(yuan)間(jian)距與熔(rong)深(shen)(shen)(shen)的關系(xi)：從(cong)圖中可知，激(ji)光(guang)后置時(shi)，熔(rong)深(shen)(shen)(shen)隨著熱(re)源(yuan)(yuan)間(jian)距的增大而增熔(rong)，最小熔(rong)深(shen)(shen)(shen)為2.9mm；激(ji)光(guang)前置時(shi)的熔(rong)深(shen)(shen)(shen)變化恰(qia)恰(qia)與激(ji)光(guang)后置相反，它的最小熔(rong)深(shen)(shen)(shen)為1.2mm，最大熔(rong)深(shen)(shen)(shen)也只有(you)3.9mm，充分說明了激(ji)光(guang)與電弧空間(jian)位置不同，焊接效果(guo)有(you)較大差異。
在(zai)激(ji)光(guang)(guang)-電弧復(fu)合焊接中，應選(xuan)(xuan)擇激(ji)光(guang)(guang)后置的方式，電弧電流小時熱(re)源(yuan)間距應選(xuan)(xuan)2～3mm之(zhi)間；電弧電流較大時熱(re)源(yuan)間距要選(xuan)(xuan)5～6mm之(zhi)間。
3. 有資料介紹，用脈沖Nd：YAG 激(ji)光／TIG 電弧(hu)復合熱源在304不銹鋼板（板厚3mm，試板尺寸100mm×150mm）上進行堆焊試驗。來了解脈沖Nd：YAG激(ji)光/TIG電弧(hu)復合熱源堆焊過程(cheng)中激(ji)光功率、激(ji)光束離焦量和(he)焊接(jie)速(su)度對焊縫(feng)形貌、熔深(shen)和(he)熔寬的影響。
焊(han)接(jie)設備采用JHM-1GXY-400X型脈沖Nd YAG 激光(guang)(guang)器和TIG WP300焊(han)機(ji)。JHM-1GXY-400X型激光(guang)(guang)器最大輸出(chu)功(gong)率500W，經焦距70mm的透鏡聚焦后(hou)可獲(huo)得直徑0.2mm的焦斑。TIG WP300焊(han)機(ji)最大電流(liu)300A。采用旁軸(zhou)復合(he)的激光(guang)(guang)后(hou)置(zhi)式進行堆焊(han)。堆焊(han)過程中(zhong)采用氬氣對(dui)激光(guang)(guang)頭(tou)、TIG焊(han)槍及工件高溫區域(yu)進行保護。
試驗參(can)數均為(wei)：TIG電流(liu)I，＝190A，TIG電壓U1＝11～12V，泵浦燈電流(liu)IL＝190A，激(ji)(ji)(ji)光束離(li)焦量(liang)e＝-1mm，激(ji)(ji)(ji)光脈沖頻率f＝15Hz，脈寬b＝2.5ms，熱源間距d＝0.5mm，焊(han)接速(su)度u＝25cm/min（此組參(can)數下激(ji)(ji)(ji)光功率為(wei)350W）。
試驗結果與分析：
1. 三種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方法焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)貌、熔(rong)深(shen)和(he)熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)的(de)比(bi)(bi)較。單一TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、單一激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)和(he)激(ji)光(guang)／TIG復合焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)三種情況下得到的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)貌如圖3-61所示：單一TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接得到典型熱導焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)深(shen)寬(kuan)(kuan)(kuan)比(bi)(bi)很(hen)小(xiao)；激(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)很(hen)小(xiao)，熔(rong)深(shen)很(hen)大，深(shen)寬(kuan)(kuan)(kuan)比(bi)(bi)約為TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)12倍；復合焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)寬(kuan)(kuan)(kuan) 圖3-61 不同(tong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接熱源(yuan)(yuan)得到的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)貌度和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔(rong)深(shen)都(dou)明(ming)顯增大，形(xing)成了“釘頭”形(xing)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)貌。三者(zhe)的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積分別為0.6m㎡、1.1m㎡和(he)2.4m㎡，復合焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積比(bi)(bi)兩(liang)種熱源(yuan)(yuan)單一焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接得到的(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積之和(he)還要(yao)大0.7m㎡左右(you)，可見兩(liang)種熱源(yuan)(yuan)復合后(hou)產生了“1＋1＞2”的(de)效應。
2. 激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)(lv)(lv)對(dui)復(fu)(fu)(fu)合(he)焊縫(feng)形(xing)貌、熔(rong)深和熔(rong)寬的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。在其他工藝參數不變(bian)的(de)(de)(de)(de)條件下改變(bian)激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)(lv)(lv)（P2）為70W、210W和350W進(jin)行復(fu)(fu)(fu)合(he)焊接，這三種(zhong)情況焊縫(feng)的(de)(de)(de)(de)橫(heng)截(jie)面(mian)面(mian)積(ji)依次(ci)為1.07m㎡、1.68m㎡和2.34m㎡，復(fu)(fu)(fu)合(he)熱(re)源的(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)(lv)分(fen)別為520W、660W和800W。這三種(zhong)情況下單(dan)位(wei)熱(re)源功(gong)率(lv)(lv)(lv)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)焊縫(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)面(mian)積(ji)依次(ci)為2.06m㎡/kW，2.55m㎡／kW和2.96m㎡/kW，從圖(tu)3-62可見。表明隨(sui)著激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，復(fu)(fu)(fu)合(he)熱(re)源的(de)(de)(de)(de)熱(re)功(gong)率(lv)(lv)(lv)也(ye)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，這是因為激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)時(shi)小(xiao)孔效應(ying)更加顯(xian)著，而(er)且激(ji)光(guang)對(dui)TIG電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)(de)穩弧(hu)和壓縮(suo)作用會增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強，從而(er)使(shi)電(dian)弧(hu)能量密度增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)。同時(shi)從圖(tu)3-63中可以看到，當激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)(lv)(lv)從70W增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)到350W時(shi)熔(rong)深的(de)(de)(de)(de)變(bian)化很顯(xian)著，從約0.9mm增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)到約2.0mm，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了約110％，而(er)熔(rong)寬的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)幅相對(dui)小(xiao)些，只有20％。總之，激(ji)光(guang)功(gong)率(lv)(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)時(shi)，復(fu)(fu)(fu)合(he)焊焊縫(feng)深和熔(rong)寬均增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，復(fu)(fu)(fu)合(he)焊焊縫(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)面(mian)積(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，復(fu)(fu)(fu)合(he)熱(re)源熱(re)效率(lv)(lv)(lv)也(ye)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)。
3. 激光(guang)(guang)束離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)對(dui)復合焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)形貌(mao)、熔深和(he)熔寬(kuan)的(de)影響在離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)分(fen)別為5、2、-1和(he)-3四種情(qing)況下進(jin)行(xing)堆焊(han)(han)試驗，從(cong)圖3-64中可以(yi)看出，離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)對(dui)焊(han)(han)縫(feng)橫截(jie)面形貌(mao)有(you)非常顯(xian)著的(de)影響：在離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)e＝5mm時(shi)，由于工件表面激光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑直徑過圖3-64 離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)對(dui)復合焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)橫截(jie)面形貌(mao)的(de)影響大，能量(liang)(liang)密度(du)(du)較(jiao)低(di)不足產生小孔效應，此時(shi)的(de)焊(han)(han)接模式為熱傳導焊(han)(han)接；離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)e＝2mm時(shi)，工件表面光(guang)(guang)斑直徑減小，功率密度(du)(du)有(you)所(suo)增大，因(yin)此形成(cheng)了錐狀的(de)焊(han)(han)縫(feng)橫截(jie)面形貌(mao)；離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)e＝-1mm時(shi)得(de)到的(de)熔深最(zui)大；離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)e＝-3mm時(shi)也形成(cheng)了典(dian)型的(de)釘(ding)頭焊(han)(han)縫(feng)，其焊(han)(han)縫(feng)熔深和(he)離(li)(li)(li)(li)(li)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)量(liang)(liang)為e＝-1mm時(shi)相比有(you)所(suo)減少。
激光離焦(jiao)量對復合(he)(he)焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)深和熔(rong)(rong)寬(kuan)尺寸(cun)的影響如圖(tu)3-65所示，離焦(jiao)量從(cong)-3mm增加(jia)(jia)到(dao)5mm的過程中，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)深先增大，在離焦(jiao)量為(wei)-1mm時(shi)達(da)到(dao)最(zui)(zui)大，然(ran)后(hou)隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)離焦(jiao)量的進(jin)一步增大焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)深開始減小；焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)寬(kuan)隨(sui)(sui)離焦(jiao)量的變化趨(qu)勢與熔(rong)(rong)深相同，隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)離焦(jiao)量從(cong)-3mm增大到(dao)5mm，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)寬(kuan)也在離焦(jiao)量為(wei)-1mm時(shi)增加(jia)(jia)到(dao)最(zui)(zui)大，然(ran)后(hou)隨(sui)(sui)著(zhu)(zhu)離焦(jiao)量的進(jin)一步增大而減少，從(cong)圖(tu)3-65還可以看到(dao)，離焦(jiao)量變化會(hui)導致復合(he)(he)焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)深發生較(jiao)(jiao)大幅(fu)度變化，而焊(han)縫(feng)(feng)(feng)熔(rong)(rong)寬(kuan)的變化幅(fu)度則相對較(jiao)(jiao)小。
在圖3-64四種(zhong)情況下(xia)焊縫橫(heng)截(jie)面面積測量(liang)結果(guo)依次為0.94m㎡、1.29m㎡、2.37m㎡和1.66m㎡。即隨著(zhu)離(li)焦量(liang)從-3mm增大(da)到5mm，復合熱源(yuan)熱效率(lv)先增大(da)，離(li)焦量(liang)為-1mm時達(da)到最大(da)，然后隨著(zhu)離(li)焦量(liang)的進一步增大(da)而減小。
4. 焊(han)接(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)對復合焊(han)縫形貌(mao)、熔深(shen)(shen)和熔寬的(de)影(ying)響。在其他工藝參數(shu)保持(chi)不(bu)變(bian)，焊(han)接(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)分(fen)別(bie)為(wei)35cm／min、25cm／min和15cm／min的(de)條件下(xia)分(fen)別(bie)進行(xing)焊(han)接(jie)試(shi)驗，對焊(han)縫形貌(mao)、熔深(shen)(shen)和熔寬進行(xing)測量(liang)：圖3-66中可以看出，隨著(zhu)焊(han)接(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)的(de)減小，焊(han)縫熔深(shen)(shen)和熔寬都明顯增(zeng)大(da)，當焊(han)接(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)為(wei)15cm／min時(shi)，試(shi)板幾(ji)乎熔穿；圖3-67所示為(wei)焊(han)接(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)對復合焊(han)焊(han)縫熔深(shen)(shen)和熔寬的(de)影(ying)響，焊(han)接(jie)速(su)(su)(su)度(du)(du)(du)從15cm／min增(zeng)大(da)到35cm／min時(shi)，復合焊(han)焊(han)縫熔深(shen)(shen)變(bian)化(hua)較大(da)，而焊(han)縫熔寬的(de)變(bian)化(hua)則相對較小。
圖3-67中三種情況下焊縫截面面積依次為1.88m㎡、2.37m㎡和3.45m㎡。除了焊接速度外，三種情況下的其他工藝參數相同，為了消除熱輸入變化對焊縫橫截面面積的影響，計算了這三種情況下復合焊縫橫截面面積與焊接速度的乘積，結果依次為658mm3/min、592.5mm3/min 和517.5mm3/min，即截面面積與焊接速度的乘積是隨復合熱源焊接速度減少而降低，可見隨著焊接速度的減小，雖然復合焊焊縫橫截面積是不斷增大，但是復合熱源的熱效率是不斷減少的。
總之，焊接速度(du)減(jian)小時，復合焊縫熔(rong)深、熔(rong)寬和焊縫橫截面面積都增大(da)。
復合焊接(jie)的主要優點如下：
1. 焊(han)(han)接能量集中，焊(han)(han)接速度快，熔深大，比(bi)單純激光焊(han)(han)或(huo)電弧焊(han)(han)都(dou)好。
2. 電弧過(guo)程穩定，既使在小電流條件(jian)下施焊，也能穩定地焊接。
3. 對(dui)接頭間隙不敏感，比激(ji)光焊好得多。
4. 可(ke)以通過焊絲來改善(shan)焊縫的性能，比激光焊優越。
5. 焊(han)縫(feng)成形美觀(guan)、單位熱輸入低，焊(han)接變形小，焊(han)后矯正量小與激光焊(han)相當。
6. 復合焊(han)接(jie)(jie)是一種(zhong)高效率(lv)低成本優質焊(han)縫的焊(han)接(jie)(jie)工藝。
激光-電弧復合焊的(de)種(zhong)類(lei)(lei)比(bi)較(jiao)多，可以根據產品的(de)類(lei)(lei)別、材質(zhi)和厚度進行選用。其種(zhong)類(lei)(lei)有：
1. 百瓦級激光能量＋電(dian)弧復合
熱(re)源(yuan)顯示(shi)為電(dian)弧的特性，激光(guang)(guang)功(gong)率(lv)能(neng)量(liang)比較小（W≤500），激光(guang)(guang)主(zhu)要起穩弧和壓(ya)縮(suo)電(dian)弧、提高電(dian)弧能(neng)量(liang)利用(yong)率(lv)的作用(yong)，多用(yong)于激光(guang)(guang)＋鎢極(ji)氣體保護電(dian)弧的復合(he)焊接，比較適合(he)對薄板(ban)的焊接。
2. 千瓦級(ji)激光能量＋電弧復合
熱源(yuan)兼有激光和(he)電弧特性(xing)，能夠充分(fen)利用二者的優點，多用于激光＋MIG／MAG電弧的復合(he)(he)(he)焊。適用于鋁合(he)(he)(he)金、鎂(mei)合(he)(he)(he)金、碳鋼(gang)(gang)、不銹(xiu)鋼(gang)(gang)、低合(he)(he)(he)金高強鋼(gang)(gang)和(he)超高強鋼(gang)(gang)等材料的焊接。
3. 萬(wan)瓦級(ji)激光能量＋電弧復合(he)
熱源顯示激光的特點，具有較大的焊縫熔寬比，大多采用大功率CO2激光與MAG焊的復合。它難于實現全位置焊接，主要用于船板等大厚度的焊接，設備投資較大。
激光-電弧復合焊(han)(han)接工藝(yi)是一種具(ju)有(you)遠大前途的工藝(yi)方法，已在造船、汽車等領域大厚度(du)高(gao)強度(du)鋼(gang)板的焊(han)(han)接中得(de)到成功的應用。例如，用焊(han)(han)接熱軋高(gao)強鋼(gang)，熔深(shen)可達15mm，而變形(xing)量僅(jin)為普通(tong)焊(han)(han)接的1／10；焊(han)(han)接板厚為6mm的T型接頭，焊(han)(han)接速度(du)可達3m／min，達到了(le)焊(han)(han)接速度(du)快、變形(xing)小、質(zhi)量高(gao)和間隙敏感性(xing)低(di)的要求。
