激(ji)(ji)(ji)光(guang)電弧復合焊有(you)(you)時也稱電弧輔助激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊接(jie)(jie)技術，其主要目的(de)是有(you)(you)效利用激(ji)(ji)(ji)光(guang)和電弧的(de)熱源，充(chong)分發揮兩種熱源各自優(you)勢，取長補短，以較(jiao)小的(de)激(ji)(ji)(ji)光(guang)功率獲得較(jiao)大的(de)熔深，穩定焊接(jie)(jie)過程，提高(gao)焊接(jie)(jie)效率，降低激(ji)(ji)(ji)光(guang)焊接(jie)(jie)的(de)裝配精度(du)和應用成本。
采(cai)用激(ji)光和電(dian)弧(hu)(hu)進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)的(de)方(fang)式(shi)(shi)有兩種(zhong)(zhong)方(fang)式(shi)(shi)：一種(zhong)(zhong)是激(ji)光與電(dian)弧(hu)(hu)沿(yan)焊(han)接(jie)方(fang)向(xiang)前后(hou)串(chuan)行(xing)排(pai)列，且兩者相(xiang)(xiang)距較大，作(zuo)為兩個(ge)獨立(li)的(de)熱(re)源作(zuo)用于焊(han)件，主要(yao)利用電(dian)弧(hu)(hu)熱(re)源對焊(han)縫進(jin)行(xing)預(yu)熱(re)或后(hou)熱(re)，以提高材料(liao)對激(ji)光的(de)吸(xi)收率，改善焊(han)縫組織和性能；另一種(zhong)(zhong)是激(ji)光和電(dian)弧(hu)(hu)共同作(zuo)用于同一個(ge)熔池(chi)，焊(han)接(jie)過程中(zhong)激(ji)光和電(dian)弧(hu)(hu)之(zhi)間存在相(xiang)(xiang)互作(zuo)用和能量的(de)耦合(he)，也就(jiu)是我們常(chang)說(shuo)的(de)激(ji)光電(dian)弧(hu)(hu)復合(he)焊(han)接(jie)。
激(ji)光電弧(hu)復合(he)焊接又(you)分同(tong)軸復合(he)和旁軸復合(he)，如圖(tu)3-55所示。
1. 同(tong)軸復合是(shi)激光(guang)束(shu)與電(dian)(dian)弧(hu)(hu)同(tong)軸作用(yong)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)的同(tong)一(yi)(yi)(yi)位(wei)置(zhi)，即激光(guang)穿過(guo)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)中(zhong)心或電(dian)(dian)弧(hu)(hu)穿過(guo)對稱(cheng)布(bu)置(zhi)的環狀光(guang)束(shu)或多束(shu)幾何中(zhong)心到達焊(han)(han)(han)(han)件(jian)表面。激光(guang)-TIG電(dian)(dian)弧(hu)(hu)復合是(shi)較(jiao)為簡單(dan)的一(yi)(yi)(yi)種同(tong)軸復合焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方式(shi)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時，激光(guang)在(zai)熔池中(zhong)形成(cheng)的小孔對電(dian)(dian)弧(hu)(hu)具有吸引和壓縮(suo)作用(yong)，增強(qiang)了(le)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)的電(dian)(dian)流密度和穩定性(xing)；即使在(zai)高速(su)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)條件(jian)下，仍可(ke)保(bao)證電(dian)(dian)弧(hu)(hu)穩定，焊(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)形良(liang)好，氣孔、咬邊等(deng)缺陷(xian)大(da)大(da)減少。它的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度一(yi)(yi)(yi)般(ban)是(shi)激光(guang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度的2倍以上，更(geng)遠遠大(da)于TIG焊(han)(han)(han)(han)。這種復合焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法主要用(yong)于薄板或薄壁不銹鋼管的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度高達15m／min，焊(han)(han)(han)(han)縫成(cheng)形明顯改善，且(qie)降低了(le)對坡口(kou)加(jia)工(gong)精度的要求。
2. 旁軸復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)是(shi)(shi)激光(guang)(guang)(guang)束(shu)和電(dian)弧(hu)呈(cheng)一(yi)定角度地(di)作(zuo)用(yong)(yong)在(zai)焊(han)件的(de)(de)(de)同一(yi)位置，激光(guang)(guang)(guang)束(shu)與電(dian)弧(hu)呈(cheng)不(bu)對稱的(de)(de)(de)幾何(he)關系(xi)。激光(guang)(guang)(guang)可(ke)(ke)以在(zai)電(dian)弧(hu)前(qian)方引入，也可(ke)(ke)以要電(dian)弧(hu)后方引入。旁軸復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)容易實(shi)現，可(ke)(ke)以采(cai)用(yong)(yong)激光(guang)(guang)(guang)束(shu)與TIG電(dian)弧(hu)、MAG/MIG電(dian)弧(hu)或等離(li)子(zi)弧(hu)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)。激光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)是(shi)(shi)目(mu)前(qian)應(ying)用(yong)(yong)最(zui)廣泛的(de)(de)(de)一(yi)種復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)熱源焊(han)接(jie)(jie)方式(shi)，由(you)于MIG具有送絲和熔滴(di)過(guo)渡，一(yi)般采(cai)用(yong)(yong)旁軸復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)方式(shi)，激光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)不(bu)但可(ke)(ke)增大熔深(shen)，改(gai)(gai)善(shan)焊(han)接(jie)(jie)適應(ying)性(xing)，還可(ke)(ke)通過(guo)填充焊(han)絲改(gai)(gai)善(shan)焊(han)縫組(zu)織和性(xing)能。采(cai)用(yong)(yong)激光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)時(shi)焊(han)接(jie)(jie)速度比(bi)單激光(guang)(guang)(guang)或單MIG焊(han)時(shi)提高(gao)約1/3，而(er)輸(shu)入能量減少(shao)了1/4，更(geng)體現出(chu)復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)的(de)(de)(de)高(gao)效和節能優勢。激光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)比(bi)激光(guang)(guang)(guang)-TIG復(fu)(fu)(fu)(fu)合(he)(he)焊(han)焊(han)的(de)(de)(de)板厚更(geng)大，焊(han)接(jie)(jie)適應(ying)性(xing)更(geng)強(qiang)。
旁軸復合焊(han)接(jie)根據焊(han)接(jie)位(wei)置（即兩熱(re)源(yuan)的(de)相對位(wei)置）的(de)不同，又分為激光(guang)前(qian)置（電(dian)弧(hu)在激光(guang)之(zhi)后(hou)）和激光(guang)后(hou)置（電(dian)弧(hu)在激光(guang)之(zhi)前(qian)）兩種形式，其焊(han)接(jie)原理示意圖(tu)如圖(tu)3-56所示。兩熱(re)源(yuan)前(qian)后(hou)位(wei)置的(de)不同對焊(han)縫形貌、成(cheng)形影(ying)響較大。
用激光-MAG復合焊(han)進行(xing)試(shi)驗時(shi)，在完全相同的焊(han)接參數下，互換兩(liang)熱源(yuan)前后(hou)位置，從圖3-57和圖3-58中可(ke)以看出焊(han)縫(feng)形貌截然不(bu)同，激光后(hou)置焊(han)縫(feng)，兩(liang)熱源(yuan)都達到了(le)有(you)效耦合，焊(han)縫(feng)表面圓潤飽滿，基本沒有(you)飛(fei)(fei)濺；激光前置焊(han)縫(feng)，焊(han)縫(feng)寬窄不(bu)一且(qie)伴有(you)大顆粒飛(fei)(fei)濺，電(dian)弧不(bu)能穩定燃燒，兩(liang)種熱源(yuan)耦合較(jiao)差(cha)。從上(shang)述(shu)圖中還可(ke)以知道(dao)，當熱源(yuan)間距為6mm時(shi)，兩(liang)者(zhe)焊(han)縫(feng)形貌都處于(yu)最(zui)佳(jia)狀態。
圖(tu)3-59表(biao)(biao)示了(le)熱(re)源(yuan)間(jian)距(ju)與(yu)熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)關系，從圖(tu)中(zhong)除了(le)熱(re)源(yuan)間(jian)距(ju)＝2mm外，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)前(qian)(qian)置(zhi)時(shi)(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)均比激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)后(hou)(hou)置(zhi)時(shi)(shi)較寬(kuan)。這是因(yin)為激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)前(qian)(qian)置(zhi)時(shi)(shi)沒(mei)有(you)電(dian)(dian)弧預熱(re)母材，使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)金屬首先對激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是反射作(zuo)(zuo)用(yong)，待金屬表(biao)(biao)面(mian)(mian)微(wei)熔(rong)(rong)(rong)后(hou)(hou)，對激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)能(neng)量(liang)的(de)(de)吸收(shou)(shou)才變得明顯，不能(neng)形成激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)小孔(kong)(kong)效應(ying)(ying)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)致等離子體減(jian)少。因(yin)此(ci)，對電(dian)(dian)弧的(de)(de)引導(dao)、壓縮(suo)作(zuo)(zuo)用(yong)減(jian)弱(ruo)，弧柱在金屬表(biao)(biao)面(mian)(mian)作(zuo)(zuo)用(yong)面(mian)(mian)積增(zeng)加，導(dao)致激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)前(qian)(qian)置(zhi)施焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)較寬(kuan)、熔(rong)(rong)(rong)深較淺、余高小還(huan)有(you)不同(tong)程度的(de)(de)咬邊缺陷(xian)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)后(hou)(hou)置(zhi)施焊(han)(han)(han)時(shi)(shi)，電(dian)(dian)弧首先對焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)作(zuo)(zuo)用(yong)點(dian)(dian)進行(xing)預熱(re)，金屬對激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)能(neng)量(liang)吸收(shou)(shou)和小孔(kong)(kong)效應(ying)(ying)增(zeng)強，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)對電(dian)(dian)弧的(de)(de)引導(dao)和壓縮(suo)作(zuo)(zuo)用(yong)增(zeng)強，而且MAG焊(han)(han)(han)縫處(chu)于前(qian)(qian)傾焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方位，電(dian)(dian)弧力后(hou)(hou)排熔(rong)(rong)(rong)池金屬的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)也(ye)增(zeng)大，熔(rong)(rong)(rong)滴著陸(lu)點(dian)(dian)與(yu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)金屬上的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)點(dian)(dian)距(ju)離縮(suo)短(duan)，提(ti)高了(le)能(neng)量(liang)的(de)(de)利用(yong)率，因(yin)此(ci)焊(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)(rong)深要(yao)深些(xie)，熔(rong)(rong)(rong)寬(kuan)相(xiang)應(ying)(ying)要(yao)窄些(xie)。
圖3-60表示出熱源(yuan)間距(ju)與熔(rong)深(shen)(shen)的關系：從圖中可知，激(ji)(ji)光(guang)(guang)后(hou)置(zhi)(zhi)時，熔(rong)深(shen)(shen)隨(sui)著熱源(yuan)間距(ju)的增大(da)而增熔(rong)，最小熔(rong)深(shen)(shen)為2.9mm；激(ji)(ji)光(guang)(guang)前置(zhi)(zhi)時的熔(rong)深(shen)(shen)變化恰恰與激(ji)(ji)光(guang)(guang)后(hou)置(zhi)(zhi)相反(fan)，它的最小熔(rong)深(shen)(shen)為1.2mm，最大(da)熔(rong)深(shen)(shen)也只有(you)3.9mm，充分說明了激(ji)(ji)光(guang)(guang)與電(dian)弧空間位置(zhi)(zhi)不同，焊接效果有(you)較大(da)差異。
在激光-電弧(hu)(hu)復(fu)合焊接中，應選(xuan)(xuan)擇激光后置(zhi)的方式，電弧(hu)(hu)電流小時(shi)熱(re)源間距應選(xuan)(xuan)2～3mm之(zhi)間；電弧(hu)(hu)電流較大時(shi)熱(re)源間距要選(xuan)(xuan)5～6mm之(zhi)間。
3. 有資料(liao)介紹(shao)，用脈沖Nd：YAG 激光(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)尺寸100mm×150mm）上進行(xing)堆(dui)焊試(shi)驗(yan)。來(lai)了解脈沖Nd：YAG激光(guang)/TIG電弧(hu)復合熱(re)源堆(dui)焊過(guo)程中(zhong)激光(guang)功率、激光(guang)束離焦量(liang)和焊接速(su)度對焊縫形貌、熔深(shen)和熔寬的影響。
焊(han)(han)(han)接設備采(cai)用(yong)JHM-1GXY-400X型脈沖Nd YAG 激光器和TIG WP300焊(han)(han)(han)機。JHM-1GXY-400X型激光器最大輸(shu)出功率(lv)500W，經焦距(ju)70mm的透(tou)鏡聚焦后可獲得直徑(jing)0.2mm的焦斑。TIG WP300焊(han)(han)(han)機最大電流300A。采(cai)用(yong)旁軸復合的激光后置(zhi)式進行堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)。堆(dui)(dui)焊(han)(han)(han)過程中采(cai)用(yong)氬氣對激光頭、TIG焊(han)(han)(han)槍及工件高溫區域(yu)進行保護。
試驗(yan)參數均為(wei)：TIG電流(liu)(liu)I，＝190A，TIG電壓U1＝11～12V，泵浦燈(deng)電流(liu)(liu)IL＝190A，激(ji)光束(shu)離(li)焦量e＝-1mm，激(ji)光脈沖頻率f＝15Hz，脈寬b＝2.5ms，熱源間距d＝0.5mm，焊接速度u＝25cm/min（此組(zu)參數下激(ji)光功率為(wei)350W）。
試(shi)驗結果與(yu)分析：
1. 三(san)種焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方法焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)形(xing)貌(mao)(mao)、熔(rong)深(shen)和(he)熔(rong)寬(kuan)的(de)(de)比較。單(dan)(dan)一TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、單(dan)(dan)一激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)和(he)激(ji)(ji)光／TIG復合焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)三(san)種情況(kuang)下得到(dao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)形(xing)貌(mao)(mao)如圖3-61所示：單(dan)(dan)一TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接得到(dao)典(dian)型熱導焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)寬(kuan)比很小；激(ji)(ji)光焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)寬(kuan)很小，熔(rong)深(shen)很大，深(shen)寬(kuan)比約(yue)為(wei)TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)12倍；復合焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)寬(kuan) 圖3-61 不同(tong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接熱源得到(dao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)形(xing)貌(mao)(mao)度和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)熔(rong)深(shen)都(dou)明顯增大，形(xing)成(cheng)了(le)“釘(ding)頭(tou)”形(xing)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)形(xing)貌(mao)(mao)。三(san)者的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積分(fen)別為(wei)0.6m㎡、1.1m㎡和(he)2.4m㎡，復合焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積比兩種熱源單(dan)(dan)一焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接得到(dao)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)面(mian)(mian)積之和(he)還(huan)要大0.7m㎡左右，可(ke)見兩種熱源復合后(hou)產生了(le)“1＋1＞2”的(de)(de)效應。
2. 激(ji)光功(gong)率(lv)(lv)對復(fu)合焊(han)縫(feng)形貌、熔(rong)深和(he)(he)熔(rong)寬(kuan)的(de)(de)(de)影(ying)響。在其(qi)他(ta)工(gong)藝參(can)數不變(bian)的(de)(de)(de)條(tiao)件下改變(bian)激(ji)光功(gong)率(lv)(lv)（P2）為(wei)70W、210W和(he)(he)350W進行復(fu)合焊(han)接，這(zhe)三種(zhong)情(qing)況焊(han)縫(feng)的(de)(de)(de)橫截(jie)面面積依次為(wei)1.07m㎡、1.68m㎡和(he)(he)2.34m㎡，復(fu)合熱源的(de)(de)(de)功(gong)率(lv)(lv)分別為(wei)520W、660W和(he)(he)800W。這(zhe)三種(zhong)情(qing)況下單位(wei)熱源功(gong)率(lv)(lv)形成的(de)(de)(de)焊(han)縫(feng)橫截(jie)面面積依次為(wei)2.06m㎡/kW，2.55m㎡／kW和(he)(he)2.96m㎡/kW，從(cong)(cong)(cong)圖3-62可見。表明(ming)隨著激(ji)光功(gong)率(lv)(lv)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，復(fu)合熱源的(de)(de)(de)熱功(gong)率(lv)(lv)也增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，這(zhe)是(shi)因為(wei)激(ji)光功(gong)率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)時(shi)小孔效應更加(jia)顯(xian)(xian)著，而且激(ji)光對TIG電弧(hu)的(de)(de)(de)穩弧(hu)和(he)(he)壓(ya)縮作用會(hui)增(zeng)(zeng)(zeng)強，從(cong)(cong)(cong)而使電弧(hu)能(neng)量密(mi)度增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)。同時(shi)從(cong)(cong)(cong)圖3-63中可以看到(dao)，當(dang)激(ji)光功(gong)率(lv)(lv)從(cong)(cong)(cong)70W增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)到(dao)350W時(shi)熔(rong)深的(de)(de)(de)變(bian)化很顯(xian)(xian)著，從(cong)(cong)(cong)約(yue)0.9mm增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)到(dao)約(yue)2.0mm，增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)了(le)約(yue)110％，而熔(rong)寬(kuan)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)幅相對小些(xie)，只有(you)20％。總之，激(ji)光功(gong)率(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)時(shi)，復(fu)合焊(han)焊(han)縫(feng)深和(he)(he)熔(rong)寬(kuan)均(jun)增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，復(fu)合焊(han)焊(han)縫(feng)橫截(jie)面面積增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)，復(fu)合熱源熱效率(lv)(lv)也增(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)。
3. 激(ji)光(guang)(guang)束(shu)離(li)焦量(liang)對復合焊(han)焊(han)縫形(xing)貌(mao)、熔深和熔寬的(de)(de)(de)(de)影響在(zai)離(li)焦量(liang)分別為(wei)5、2、-1和-3四種情況下(xia)進行堆焊(han)試驗，從圖3-64中(zhong)可以(yi)看出(chu)，離(li)焦量(liang)對焊(han)縫橫(heng)(heng)截面形(xing)貌(mao)有非(fei)常顯(xian)著的(de)(de)(de)(de)影響：在(zai)離(li)焦量(liang)e＝5mm時(shi)，由于(yu)工件(jian)表面激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑(ban)直徑(jing)過圖3-64 離(li)焦量(liang)對復合焊(han)焊(han)縫橫(heng)(heng)截面形(xing)貌(mao)的(de)(de)(de)(de)影響大(da)，能(neng)量(liang)密度較低(di)不(bu)足產生(sheng)小孔效應，此時(shi)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接模式為(wei)熱傳導焊(han)接；離(li)焦量(liang)e＝2mm時(shi)，工件(jian)表面光(guang)(guang)斑(ban)直徑(jing)減小，功率(lv)密度有所增大(da)，因此形(xing)成(cheng)了錐狀的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫橫(heng)(heng)截面形(xing)貌(mao)；離(li)焦量(liang)e＝-1mm時(shi)得(de)到的(de)(de)(de)(de)熔深最(zui)大(da)；離(li)焦量(liang)e＝-3mm時(shi)也形(xing)成(cheng)了典型的(de)(de)(de)(de)釘(ding)頭(tou)焊(han)縫，其焊(han)縫熔深和離(li)焦量(liang)為(wei)e＝-1mm時(shi)相比有所減少。
激光(guang)離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)對復合焊(han)(han)焊(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)和熔(rong)寬(kuan)(kuan)尺寸的(de)影(ying)響(xiang)如圖(tu)3-65所示，離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)從-3mm增(zeng)加到(dao)(dao)(dao)5mm的(de)過程中，焊(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)先增(zeng)大(da)(da)，在離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)為(wei)-1mm時達到(dao)(dao)(dao)最大(da)(da)，然后隨著離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)的(de)進(jin)一(yi)步增(zeng)大(da)(da)焊(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)開始減(jian)(jian)小(xiao)；焊(han)(han)縫熔(rong)寬(kuan)(kuan)隨離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)的(de)變(bian)(bian)化趨勢與熔(rong)深(shen)(shen)相同，隨著離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)從-3mm增(zeng)大(da)(da)到(dao)(dao)(dao)5mm，焊(han)(han)縫熔(rong)寬(kuan)(kuan)也在離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)為(wei)-1mm時增(zeng)加到(dao)(dao)(dao)最大(da)(da)，然后隨著離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)的(de)進(jin)一(yi)步增(zeng)大(da)(da)而減(jian)(jian)少，從圖(tu)3-65還可(ke)以看到(dao)(dao)(dao)，離焦(jiao)(jiao)量(liang)(liang)變(bian)(bian)化會(hui)導致復合焊(han)(han)焊(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)發生(sheng)較大(da)(da)幅(fu)度變(bian)(bian)化，而焊(han)(han)縫熔(rong)寬(kuan)(kuan)的(de)變(bian)(bian)化幅(fu)度則(ze)相對較小(xiao)。
在圖3-64四種情況下焊縫橫截(jie)面面積測量結果依(yi)次為(wei)0.94m㎡、1.29m㎡、2.37m㎡和1.66m㎡。即隨(sui)著(zhu)離(li)焦量從-3mm增大(da)到(dao)5mm，復(fu)合熱源(yuan)熱效率先增大(da)，離(li)焦量為(wei)-1mm時達到(dao)最(zui)大(da)，然后隨(sui)著(zhu)離(li)焦量的進一(yi)步增大(da)而減(jian)小。
4. 焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)對(dui)復合(he)(he)焊縫(feng)(feng)形貌、熔(rong)(rong)(rong)(rong)深(shen)和(he)(he)(he)熔(rong)(rong)(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)的影(ying)響。在其他工藝參(can)數保(bao)持不變，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)分(fen)別為(wei)35cm／min、25cm／min和(he)(he)(he)15cm／min的條件(jian)下(xia)分(fen)別進行焊接(jie)(jie)(jie)(jie)試(shi)驗，對(dui)焊縫(feng)(feng)形貌、熔(rong)(rong)(rong)(rong)深(shen)和(he)(he)(he)熔(rong)(rong)(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)進行測量：圖(tu)3-66中可以看出，隨著焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)的減小，焊縫(feng)(feng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)深(shen)和(he)(he)(he)熔(rong)(rong)(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)都(dou)明顯增(zeng)(zeng)大(da)，當焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)為(wei)15cm／min時，試(shi)板幾乎熔(rong)(rong)(rong)(rong)穿；圖(tu)3-67所(suo)示為(wei)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)對(dui)復合(he)(he)焊焊縫(feng)(feng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)深(shen)和(he)(he)(he)熔(rong)(rong)(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)的影(ying)響，焊接(jie)(jie)(jie)(jie)速(su)(su)度(du)從15cm／min增(zeng)(zeng)大(da)到35cm／min時，復合(he)(he)焊焊縫(feng)(feng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)深(shen)變化(hua)較(jiao)大(da)，而(er)焊縫(feng)(feng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)的變化(hua)則(ze)相對(dui)較(jiao)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(han)接速度減(jian)小時，復合(he)焊(han)縫熔(rong)深、熔(rong)寬和焊(han)縫橫截(jie)面(mian)(mian)面(mian)(mian)積都增大。
復合焊(han)接(jie)的主要(yao)優點如下：
1. 焊(han)(han)接(jie)能量集中，焊(han)(han)接(jie)速度快，熔深大，比單純(chun)激光焊(han)(han)或(huo)電(dian)弧焊(han)(han)都好。
2. 電(dian)弧(hu)過(guo)程穩定，既使在(zai)小(xiao)電(dian)流條件(jian)下施焊，也能穩定地焊接。
3. 對接頭間隙不(bu)敏感，比激光焊好得多(duo)。
4. 可以通過焊絲來改善焊縫的(de)性(xing)能，比激光焊優越。
5. 焊(han)縫成形美(mei)觀、單位(wei)熱輸入低，焊(han)接(jie)變(bian)形小(xiao)，焊(han)后(hou)矯正量小(xiao)與(yu)激光焊(han)相當(dang)。
6. 復(fu)合焊(han)接(jie)是一種(zhong)高(gao)效率低成本優質焊(han)縫的焊(han)接(jie)工藝(yi)。
激光-電弧復合焊的(de)種(zhong)類比較(jiao)多，可(ke)以(yi)根據產品(pin)的(de)類別(bie)、材質和厚(hou)度進行選用。其種(zhong)類有(you)：
1. 百瓦(wa)級激光能量＋電(dian)弧復合(he)
熱源顯示為電弧(hu)(hu)的特性，激(ji)(ji)光(guang)功率能(neng)量比(bi)較小（W≤500），激(ji)(ji)光(guang)主要(yao)起(qi)穩弧(hu)(hu)和壓縮(suo)電弧(hu)(hu)、提(ti)高電弧(hu)(hu)能(neng)量利用率的作用，多用于(yu)激(ji)(ji)光(guang)＋鎢極氣體保護電弧(hu)(hu)的復合(he)焊接(jie)，比(bi)較適合(he)對薄板的焊接(jie)。
2. 千瓦級激光能(neng)量＋電(dian)弧復合
熱源(yuan)兼(jian)有激(ji)光和電弧(hu)特(te)性(xing)，能夠(gou)充分利用二者的(de)優點(dian)，多用于激(ji)光＋MIG／MAG電弧(hu)的(de)復合焊。適(shi)用于鋁合金(jin)、鎂合金(jin)、碳鋼(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)、低合金(jin)高強鋼(gang)(gang)和超高強鋼(gang)(gang)等材料的(de)焊接。
3. 萬瓦級激(ji)光能量＋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。
激光-電弧復合焊(han)(han)接(jie)工藝是(shi)一種具有遠(yuan)大前途(tu)的工藝方法，已(yi)在造船、汽車等領域大厚度高強度鋼板的焊(han)(han)接(jie)中得到成(cheng)功的應用(yong)。例如(ru)，用(yong)焊(han)(han)接(jie)熱軋高強鋼，熔(rong)深(shen)可達15mm，而變形(xing)量(liang)僅(jin)為普通焊(han)(han)接(jie)的1／10；焊(han)(han)接(jie)板厚為6mm的T型(xing)接(jie)頭，焊(han)(han)接(jie)速度可達3m／min，達到了焊(han)(han)接(jie)速度快、變形(xing)小、質量(liang)高和間隙敏感性低的要求。
