激(ji)光(guang)(guang)電(dian)弧復合焊(han)有(you)時也稱電(dian)弧輔助激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)技術，其主要目的是有(you)效利用激(ji)光(guang)(guang)和電(dian)弧的熱源，充分(fen)發揮兩(liang)種熱源各自優勢(shi)，取長補短，以較小的激(ji)光(guang)(guang)功率(lv)獲得較大的熔深，穩定焊(han)接(jie)過(guo)程(cheng)，提高(gao)焊(han)接(jie)效率(lv)，降低激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)的裝配精度和應用成本(ben)。
采用(yong)(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)和(he)電弧(hu)(hu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)焊(han)接(jie)的(de)方(fang)式(shi)有兩種方(fang)式(shi)：一(yi)(yi)(yi)種是激(ji)(ji)光(guang)(guang)與電弧(hu)(hu)沿焊(han)接(jie)方(fang)向前后串行(xing)(xing)排列，且兩者相距較(jiao)大，作(zuo)為兩個獨立的(de)熱(re)源(yuan)作(zuo)用(yong)(yong)于焊(han)件(jian)，主要利用(yong)(yong)電弧(hu)(hu)熱(re)源(yuan)對(dui)焊(han)縫進(jin)(jin)行(xing)(xing)預(yu)熱(re)或后熱(re)，以提(ti)高(gao)材料(liao)對(dui)激(ji)(ji)光(guang)(guang)的(de)吸收率，改善(shan)焊(han)縫組(zu)織(zhi)和(he)性能(neng)；另一(yi)(yi)(yi)種是激(ji)(ji)光(guang)(guang)和(he)電弧(hu)(hu)共(gong)同作(zuo)用(yong)(yong)于同一(yi)(yi)(yi)個熔池，焊(han)接(jie)過程中激(ji)(ji)光(guang)(guang)和(he)電弧(hu)(hu)之(zhi)間存在相互作(zuo)用(yong)(yong)和(he)能(neng)量的(de)耦合，也就是我(wo)們常說的(de)激(ji)(ji)光(guang)(guang)電弧(hu)(hu)復合焊(han)接(jie)。
激(ji)光電(dian)弧復(fu)合焊(han)接又分同軸復(fu)合和旁(pang)軸復(fu)合，如(ru)圖3-55所示(shi)。
1. 同(tong)(tong)軸(zhou)復(fu)合是(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束與電弧(hu)(hu)同(tong)(tong)軸(zhou)作用(yong)在焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)同(tong)(tong)一位(wei)置，即激(ji)光(guang)(guang)(guang)穿過電弧(hu)(hu)中(zhong)(zhong)心或(huo)電弧(hu)(hu)穿過對稱布置的(de)(de)環狀光(guang)(guang)(guang)束或(huo)多束幾何中(zhong)(zhong)心到達焊(han)(han)(han)件(jian)表面。激(ji)光(guang)(guang)(guang)-TIG電弧(hu)(hu)復(fu)合是(shi)較為簡單的(de)(de)一種(zhong)同(tong)(tong)軸(zhou)復(fu)合焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)式，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時，激(ji)光(guang)(guang)(guang)在熔池中(zhong)(zhong)形成(cheng)的(de)(de)小孔對電弧(hu)(hu)具有吸(xi)引和壓縮作用(yong)，增強了電弧(hu)(hu)的(de)(de)電流密(mi)度(du)和穩定性(xing)；即使在高速(su)(su)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)條件(jian)下，仍可(ke)保證(zheng)電弧(hu)(hu)穩定，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形良(liang)好，氣孔、咬邊等缺陷(xian)大(da)(da)大(da)(da)減少(shao)。它的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)一般是(shi)激(ji)光(guang)(guang)(guang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)的(de)(de)2倍以(yi)上，更(geng)遠遠大(da)(da)于(yu)(yu)TIG焊(han)(han)(han)。這種(zhong)復(fu)合焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)主要用(yong)于(yu)(yu)薄(bo)板或(huo)薄(bo)壁不銹鋼(gang)管的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)，焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)高達15m／min，焊(han)(han)(han)縫成(cheng)形明顯改善(shan)，且降(jiang)低了對坡口加工精度(du)的(de)(de)要求。
2. 旁(pang)軸(zhou)(zhou)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)是(shi)激(ji)光(guang)束(shu)和電(dian)(dian)弧呈一(yi)定角度(du)地作用(yong)(yong)(yong)在焊(han)(han)(han)件(jian)的(de)(de)同一(yi)位置，激(ji)光(guang)束(shu)與電(dian)(dian)弧呈不(bu)對稱(cheng)的(de)(de)幾何關系。激(ji)光(guang)可(ke)以在電(dian)(dian)弧前方(fang)引入，也可(ke)以要電(dian)(dian)弧后方(fang)引入。旁(pang)軸(zhou)(zhou)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)容易實現(xian)，可(ke)以采(cai)用(yong)(yong)(yong)激(ji)光(guang)束(shu)與TIG電(dian)(dian)弧、MAG/MIG電(dian)(dian)弧或等(deng)離子弧復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)。激(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)是(shi)目前應用(yong)(yong)(yong)最廣(guang)泛的(de)(de)一(yi)種復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)熱源焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)式，由于MIG具有送絲和熔(rong)滴過渡，一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)(yong)(yong)旁(pang)軸(zhou)(zhou)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)方(fang)式，激(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)不(bu)但可(ke)增大熔(rong)深，改善焊(han)(han)(han)接(jie)適(shi)應性，還可(ke)通過填充焊(han)(han)(han)絲改善焊(han)(han)(han)縫組織和性能。采(cai)用(yong)(yong)(yong)激(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)接(jie)速度(du)比(bi)單(dan)激(ji)光(guang)或單(dan)MIG焊(han)(han)(han)時提高約1/3，而輸(shu)入能量減少了1/4，更體現(xian)出復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)的(de)(de)高效和節能優勢。激(ji)光(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)比(bi)激(ji)光(guang)-TIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)的(de)(de)板厚更大，焊(han)(han)(han)接(jie)適(shi)應性更強。
旁軸(zhou)復合焊接(jie)(jie)根據焊接(jie)(jie)位置(zhi)(zhi)（即兩(liang)熱源(yuan)的相(xiang)對位置(zhi)(zhi)）的不同，又分為激光(guang)前置(zhi)(zhi)（電弧在激光(guang)之(zhi)后(hou)(hou)）和激光(guang)后(hou)(hou)置(zhi)(zhi)（電弧在激光(guang)之(zhi)前）兩(liang)種形(xing)式，其焊接(jie)(jie)原理(li)示意圖(tu)如(ru)圖(tu)3-56所示。兩(liang)熱源(yuan)前后(hou)(hou)位置(zhi)(zhi)的不同對焊縫形(xing)貌、成(cheng)形(xing)影響(xiang)較大。
用(yong)激光(guang)-MAG復(fu)合焊(han)進行試(shi)驗時，在完全(quan)相同(tong)的焊(han)接參數下，互換兩熱(re)源(yuan)前(qian)后位(wei)置(zhi)，從(cong)(cong)圖3-57和(he)圖3-58中(zhong)可(ke)以看出焊(han)縫(feng)(feng)形貌截然不(bu)同(tong)，激光(guang)后置(zhi)焊(han)縫(feng)(feng)，兩熱(re)源(yuan)都達到了有(you)效耦(ou)合，焊(han)縫(feng)(feng)表面圓潤(run)飽滿，基本沒有(you)飛濺；激光(guang)前(qian)置(zhi)焊(han)縫(feng)(feng)，焊(han)縫(feng)(feng)寬窄(zhai)不(bu)一(yi)且伴(ban)有(you)大顆(ke)粒飛濺，電(dian)弧不(bu)能穩(wen)定(ding)燃燒，兩種(zhong)熱(re)源(yuan)耦(ou)合較(jiao)差。從(cong)(cong)上述圖中(zhong)還可(ke)以知道，當熱(re)源(yuan)間距為6mm時，兩者(zhe)焊(han)縫(feng)(feng)形貌都處于最(zui)佳狀態(tai)。
圖3-59表(biao)(biao)示(shi)了熱源(yuan)間距(ju)與熔(rong)寬(kuan)(kuan)關系，從圖中除(chu)了熱源(yuan)間距(ju)＝2mm外(wai)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)前(qian)置(zhi)時的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)寬(kuan)(kuan)均比激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)后(hou)(hou)置(zhi)時較寬(kuan)(kuan)。這是因(yin)為激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)前(qian)置(zhi)時沒有電(dian)弧(hu)(hu)(hu)預(yu)熱母材，使焊(han)(han)(han)(han)接金(jin)屬首先對激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)是反射作用(yong)(yong)(yong)，待金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian)微熔(rong)后(hou)(hou)，對激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)能量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)吸收才變得明顯，不能形成激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)小孔效應，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)致(zhi)等離子(zi)體(ti)減少。因(yin)此，對電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)導、壓縮作用(yong)(yong)(yong)減弱，弧(hu)(hu)(hu)柱在(zai)(zai)金(jin)屬表(biao)(biao)面(mian)作用(yong)(yong)(yong)面(mian)積增(zeng)加，導致(zhi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)前(qian)置(zhi)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)時的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)寬(kuan)(kuan)較寬(kuan)(kuan)、熔(rong)深較淺(qian)、余高(gao)小還有不同程度的(de)(de)(de)(de)(de)咬邊缺陷。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)后(hou)(hou)置(zhi)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)時，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)首先對焊(han)(han)(han)(han)接作用(yong)(yong)(yong)點(dian)進行預(yu)熱，金(jin)屬對激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)能量(liang)吸收和(he)小孔效應增(zeng)強，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)對電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)導和(he)壓縮作用(yong)(yong)(yong)增(zeng)強，而且MAG焊(han)(han)(han)(han)縫處(chu)于前(qian)傾焊(han)(han)(han)(han)接方位，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)力后(hou)(hou)排熔(rong)池金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)也增(zeng)大，熔(rong)滴著陸點(dian)與激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)(guang)在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)接金(jin)屬上的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)點(dian)距(ju)離縮短，提高(gao)了能量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)利用(yong)(yong)(yong)率，因(yin)此焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)深要(yao)深些(xie)，熔(rong)寬(kuan)(kuan)相應要(yao)窄些(xie)。
圖(tu)3-60表示出熱源間(jian)距(ju)與(yu)熔(rong)(rong)(rong)深的關系：從圖(tu)中可知，激光后(hou)置時，熔(rong)(rong)(rong)深隨(sui)著熱源間(jian)距(ju)的增(zeng)大而增(zeng)熔(rong)(rong)(rong)，最(zui)小熔(rong)(rong)(rong)深為(wei)2.9mm；激光前置時的熔(rong)(rong)(rong)深變化恰恰與(yu)激光后(hou)置相反，它的最(zui)小熔(rong)(rong)(rong)深為(wei)1.2mm，最(zui)大熔(rong)(rong)(rong)深也只(zhi)有(you)(you)3.9mm，充(chong)分(fen)說明了激光與(yu)電(dian)弧空間(jian)位置不(bu)同，焊接效果有(you)(you)較大差異。
在激(ji)光-電(dian)弧(hu)復合(he)焊(han)接中，應選擇激(ji)光后(hou)置的方(fang)式，電(dian)弧(hu)電(dian)流小時熱(re)源(yuan)(yuan)間距(ju)應選2～3mm之間；電(dian)弧(hu)電(dian)流較大時熱(re)源(yuan)(yuan)間距(ju)要(yao)選5～6mm之間。
3. 有(you)資(zi)料介紹(shao)，用脈(mo)沖Nd：YAG 激(ji)光(guang)(guang)／TIG 電弧(hu)復合熱(re)源在304不銹鋼板(ban)（板(ban)厚3mm，試(shi)板(ban)尺(chi)寸100mm×150mm）上進行(xing)堆焊試(shi)驗。來了解脈(mo)沖Nd：YAG激(ji)光(guang)(guang)/TIG電弧(hu)復合熱(re)源堆焊過程(cheng)中激(ji)光(guang)(guang)功率、激(ji)光(guang)(guang)束離(li)焦量和焊接速度(du)對焊縫形貌、熔深和熔寬的影(ying)響。
焊接設備(bei)采(cai)(cai)(cai)用JHM-1GXY-400X型脈沖Nd YAG 激(ji)(ji)光(guang)器和TIG WP300焊機。JHM-1GXY-400X型激(ji)(ji)光(guang)器最(zui)大(da)輸出功率500W，經焦(jiao)(jiao)距70mm的透鏡聚焦(jiao)(jiao)后可獲(huo)得直徑0.2mm的焦(jiao)(jiao)斑。TIG WP300焊機最(zui)大(da)電(dian)流(liu)300A。采(cai)(cai)(cai)用旁(pang)軸復合的激(ji)(ji)光(guang)后置(zhi)式進行(xing)堆焊。堆焊過程(cheng)中采(cai)(cai)(cai)用氬氣對激(ji)(ji)光(guang)頭(tou)、TIG焊槍及工件(jian)高溫(wen)區域進行(xing)保護。
試驗參(can)數均為：TIG電流I，＝190A，TIG電壓U1＝11～12V，泵浦(pu)燈電流IL＝190A，激光(guang)束離焦量e＝-1mm，激光(guang)脈沖頻率f＝15Hz，脈寬b＝2.5ms，熱源(yuan)間距d＝0.5mm，焊接速度(du)u＝25cm/min（此組參(can)數下(xia)激光(guang)功率為350W）。
試驗結果與(yu)分(fen)析：
1. 三種(zhong)(zhong)焊(han)(han)(han)(han)接方法(fa)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形貌、熔深和(he)熔寬(kuan)(kuan)的(de)(de)(de)比(bi)較。單一(yi)TIG焊(han)(han)(han)(han)、單一(yi)激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)和(he)激光(guang)／TIG復(fu)(fu)合焊(han)(han)(han)(han)三種(zhong)(zhong)情況下得(de)到(dao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形貌如(ru)圖3-61所示：單一(yi)TIG焊(han)(han)(han)(han)接得(de)到(dao)典(dian)型熱(re)導焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)深寬(kuan)(kuan)比(bi)很小；激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔寬(kuan)(kuan)很小，熔深很大(da)，深寬(kuan)(kuan)比(bi)約為TIG焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)12倍；復(fu)(fu)合焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)寬(kuan)(kuan) 圖3-61 不同焊(han)(han)(han)(han)接熱(re)源(yuan)得(de)到(dao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形貌度和(he)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔深都明(ming)顯增大(da)，形成了“釘頭”形的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)形貌。三者的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積分別(bie)為0.6m㎡、1.1m㎡和(he)2.4m㎡，復(fu)(fu)合焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積比(bi)兩(liang)種(zhong)(zhong)熱(re)源(yuan)單一(yi)焊(han)(han)(han)(han)接得(de)到(dao)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫(heng)截(jie)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)積之和(he)還(huan)要大(da)0.7m㎡左右，可見兩(liang)種(zhong)(zhong)熱(re)源(yuan)復(fu)(fu)合后產生(sheng)了“1＋1＞2”的(de)(de)(de)效應(ying)。
2. 激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)(lv)對復合(he)(he)(he)焊(han)(han)縫(feng)形貌、熔深和(he)熔寬的(de)(de)(de)影響。在其他工(gong)藝參數不變的(de)(de)(de)條件下(xia)改變激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)(lv)（P2）為(wei)70W、210W和(he)350W進行復合(he)(he)(he)焊(han)(han)接，這三種情況焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)橫(heng)截面面積(ji)依次(ci)為(wei)1.07m㎡、1.68m㎡和(he)2.34m㎡，復合(he)(he)(he)熱(re)源的(de)(de)(de)功率(lv)(lv)分別(bie)為(wei)520W、660W和(he)800W。這三種情況下(xia)單(dan)位熱(re)源功率(lv)(lv)形成的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)橫(heng)截面面積(ji)依次(ci)為(wei)2.06m㎡/kW，2.55m㎡／kW和(he)2.96m㎡/kW，從(cong)(cong)圖3-62可(ke)見。表(biao)明隨(sui)著(zhu)激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)(lv)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，復合(he)(he)(he)熱(re)源的(de)(de)(de)熱(re)功率(lv)(lv)也增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，這是(shi)因(yin)為(wei)激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)時小孔效應(ying)更(geng)加顯著(zhu)，而(er)且激(ji)(ji)光(guang)(guang)對TIG電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)穩弧(hu)和(he)壓縮作用會(hui)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強，從(cong)(cong)而(er)使電(dian)弧(hu)能量密(mi)度增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)。同(tong)時從(cong)(cong)圖3-63中可(ke)以看到，當激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)(lv)從(cong)(cong)70W增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)到350W時熔深的(de)(de)(de)變化很(hen)顯著(zhu)，從(cong)(cong)約(yue)0.9mm增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)到約(yue)2.0mm，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了約(yue)110％，而(er)熔寬的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)幅(fu)相(xiang)對小些，只有(you)20％。總之(zhi)，激(ji)(ji)光(guang)(guang)功率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)時，復合(he)(he)(he)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)深和(he)熔寬均增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，復合(he)(he)(he)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)橫(heng)截面面積(ji)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)，復合(he)(he)(he)熱(re)源熱(re)效率(lv)(lv)也增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)。
3. 激(ji)光(guang)束(shu)離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)(dui)復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)形(xing)(xing)貌(mao)、熔(rong)(rong)深(shen)(shen)和(he)(he)熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)影響(xiang)在離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)分別為5、2、-1和(he)(he)-3四種情(qing)況下進行堆焊(han)(han)(han)(han)試驗，從圖3-64中可以看出，離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)橫截(jie)(jie)面(mian)形(xing)(xing)貌(mao)有(you)非常顯著的(de)影響(xiang)：在離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝5mm時(shi)，由于工(gong)件表(biao)面(mian)激(ji)光(guang)光(guang)斑(ban)直徑過(guo)圖3-64 離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)(dui)復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)橫截(jie)(jie)面(mian)形(xing)(xing)貌(mao)的(de)影響(xiang)大，能量(liang)(liang)密(mi)度(du)較低不足產(chan)生小孔效應，此時(shi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)模式為熱(re)傳導焊(han)(han)(han)(han)接(jie)；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝2mm時(shi)，工(gong)件表(biao)面(mian)光(guang)斑(ban)直徑減小，功率密(mi)度(du)有(you)所增大，因此形(xing)(xing)成了錐狀的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)橫截(jie)(jie)面(mian)形(xing)(xing)貌(mao)；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝-1mm時(shi)得到的(de)熔(rong)(rong)深(shen)(shen)最大；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝-3mm時(shi)也形(xing)(xing)成了典(dian)型的(de)釘頭焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)熔(rong)(rong)深(shen)(shen)和(he)(he)離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)為e＝-1mm時(shi)相(xiang)比有(you)所減少。
激光(guang)離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)對(dui)復(fu)合焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)深(shen)和熔(rong)寬(kuan)尺寸的(de)(de)影響如圖3-65所示，離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)從(cong)-3mm增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)5mm的(de)(de)過程中，焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)深(shen)先增(zeng)大(da)，在離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)-1mm時達(da)到(dao)(dao)最大(da)，然(ran)(ran)后隨(sui)著離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)進(jin)一(yi)步增(zeng)大(da)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)深(shen)開始(shi)減(jian)小；焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)寬(kuan)隨(sui)離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)變(bian)化(hua)趨勢與熔(rong)深(shen)相同，隨(sui)著離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)從(cong)-3mm增(zeng)大(da)到(dao)(dao)5mm，焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)寬(kuan)也(ye)在離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)-1mm時增(zeng)加(jia)到(dao)(dao)最大(da)，然(ran)(ran)后隨(sui)著離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)進(jin)一(yi)步增(zeng)大(da)而(er)減(jian)少，從(cong)圖3-65還可以看到(dao)(dao)，離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)(liang)(liang)變(bian)化(hua)會導致復(fu)合焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)深(shen)發生較大(da)幅(fu)度變(bian)化(hua)，而(er)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)寬(kuan)的(de)(de)變(bian)化(hua)幅(fu)度則相對(dui)較小。
在圖3-64四種(zhong)情況(kuang)下(xia)焊(han)縫(feng)橫截面面積測量(liang)(liang)結果依次為0.94m㎡、1.29m㎡、2.37m㎡和1.66m㎡。即(ji)隨著(zhu)離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)從(cong)-3mm增大到5mm，復合(he)熱(re)源熱(re)效率先增大，離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)為-1mm時達到最大，然后隨著(zhu)離(li)焦(jiao)量(liang)(liang)的進一(yi)步增大而減(jian)小。
4. 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)對復合焊(han)(han)(han)(han)縫形(xing)貌、熔(rong)(rong)深和熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)(de)影(ying)響。在其(qi)他工藝參(can)數保持不變，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)分(fen)別(bie)為(wei)35cm／min、25cm／min和15cm／min的(de)(de)條件下分(fen)別(bie)進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)試驗，對焊(han)(han)(han)(han)縫形(xing)貌、熔(rong)(rong)深和熔(rong)(rong)寬(kuan)進(jin)行測(ce)量：圖(tu)3-66中可以看(kan)出，隨著焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)的(de)(de)減小(xiao)，焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)深和熔(rong)(rong)寬(kuan)都(dou)明顯增(zeng)大(da)，當(dang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)為(wei)15cm／min時，試板幾乎(hu)熔(rong)(rong)穿；圖(tu)3-67所示為(wei)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)對復合焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)深和熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)(de)影(ying)響，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)速度(du)(du)從15cm／min增(zeng)大(da)到35cm／min時，復合焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)深變化(hua)較大(da)，而焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)(de)變化(hua)則相對較小(xiao)。
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(han)(han)接速度減小時，復合(he)焊(han)(han)縫熔深、熔寬和焊(han)(han)縫橫截面(mian)面(mian)積都增大。
復合焊接(jie)的主要(yao)優點如下(xia)：
1. 焊接能(neng)量集中，焊接速度快，熔深(shen)大，比單純激光(guang)焊或電(dian)弧焊都(dou)好。
2. 電弧過程穩(wen)定，既使在小電流條件下施(shi)焊，也能穩(wen)定地焊接。
3. 對接頭間隙不敏(min)感(gan)，比激光(guang)焊好得(de)多(duo)。
4. 可以通過焊絲來改(gai)善焊縫的性能，比(bi)激光焊優(you)越。
5. 焊縫成形(xing)美(mei)觀、單位熱輸入低，焊接變形(xing)小(xiao)，焊后矯正(zheng)量小(xiao)與激光(guang)焊相當。
6. 復合焊(han)(han)接(jie)是一種高效率低成本優質焊(han)(han)縫的焊(han)(han)接(jie)工藝。
激光-電弧復合焊的種類比較多，可以根據產品的類別(bie)、材質和厚度進行選用。其(qi)種類有：
1. 百瓦級激(ji)光(guang)能(neng)量(liang)＋電弧復合(he)
熱源(yuan)顯示為電弧(hu)的(de)特性，激光功率能(neng)量比較小(xiao)（W≤500），激光主要(yao)起穩弧(hu)和壓縮電弧(hu)、提高電弧(hu)能(neng)量利用(yong)(yong)率的(de)作用(yong)(yong)，多(duo)用(yong)(yong)于激光＋鎢極氣體保護電弧(hu)的(de)復合(he)焊接，比較適合(he)對薄板的(de)焊接。
2. 千(qian)瓦級激光(guang)能量＋電弧復(fu)合
熱(re)源(yuan)兼有(you)激光(guang)和電弧特(te)性，能夠充分利用(yong)二者的(de)優點(dian)，多(duo)用(yong)于激光(guang)＋MIG／MAG電弧的(de)復合(he)焊。適用(yong)于鋁合(he)金、鎂合(he)金、碳鋼(gang)、不銹鋼(gang)、低合(he)金高(gao)強鋼(gang)和超(chao)高(gao)強鋼(gang)等(deng)材料(liao)的(de)焊接(jie)。
3. 萬瓦級激光能(neng)量(liang)＋電弧復合
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(ji)光-電弧(hu)復合焊(han)接(jie)(jie)(jie)工藝(yi)是一種具有遠大前途(tu)的工藝(yi)方法(fa)，已(yi)在造船、汽車等(deng)領域大厚(hou)(hou)度高(gao)強度鋼(gang)板的焊(han)接(jie)(jie)(jie)中(zhong)得到(dao)成功(gong)的應用(yong)。例如，用(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)熱軋(ya)高(gao)強鋼(gang)，熔深(shen)可(ke)達15mm，而變形(xing)量(liang)僅為普通(tong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)的1／10；焊(han)接(jie)(jie)(jie)板厚(hou)(hou)為6mm的T型接(jie)(jie)(jie)頭，焊(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度可(ke)達3m／min，達到(dao)了焊(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度快、變形(xing)小(xiao)、質(zhi)量(liang)高(gao)和間隙敏感性低的要求(qiu)。
