激(ji)光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)弧復(fu)合焊(han)有(you)時也(ye)稱(cheng)電(dian)(dian)(dian)弧輔助激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)技術，其主要目(mu)的是(shi)有(you)效利用激(ji)光(guang)(guang)和電(dian)(dian)(dian)弧的熱源，充分發揮(hui)兩(liang)種熱源各(ge)自優勢，取長補(bu)短，以較(jiao)小的激(ji)光(guang)(guang)功率獲得較(jiao)大的熔深(shen)，穩定焊(han)接(jie)過程，提高焊(han)接(jie)效率，降低激(ji)光(guang)(guang)焊(han)接(jie)的裝配精度和應用成本。
采用(yong)激(ji)光和(he)電(dian)弧(hu)進(jin)行焊(han)(han)接的方式(shi)(shi)有兩種方式(shi)(shi)：一種是(shi)激(ji)光與電(dian)弧(hu)沿焊(han)(han)接方向(xiang)前后串行排列，且(qie)兩者相距較大，作(zuo)為兩個(ge)獨立(li)的熱源作(zuo)用(yong)于(yu)(yu)焊(han)(han)件，主要(yao)利用(yong)電(dian)弧(hu)熱源對(dui)焊(han)(han)縫進(jin)行預熱或后熱，以提高材料對(dui)激(ji)光的吸收(shou)率(lv)，改(gai)善焊(han)(han)縫組織(zhi)和(he)性(xing)能(neng)；另一種是(shi)激(ji)光和(he)電(dian)弧(hu)共同作(zuo)用(yong)于(yu)(yu)同一個(ge)熔池，焊(han)(han)接過程中激(ji)光和(he)電(dian)弧(hu)之間存在相互(hu)作(zuo)用(yong)和(he)能(neng)量的耦合，也就(jiu)是(shi)我們(men)常說的激(ji)光電(dian)弧(hu)復合焊(han)(han)接。
激光電弧復(fu)合(he)(he)焊(han)接又分(fen)同軸(zhou)(zhou)復(fu)合(he)(he)和旁(pang)軸(zhou)(zhou)復(fu)合(he)(he)，如圖3-55所(suo)示(shi)。
1. 同軸復(fu)合是激(ji)(ji)光(guang)束與電(dian)弧同軸作用(yong)在焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)的(de)(de)同一(yi)位置，即激(ji)(ji)光(guang)穿(chuan)過電(dian)弧中心或電(dian)弧穿(chuan)過對稱布(bu)置的(de)(de)環狀光(guang)束或多(duo)束幾(ji)何中心到達(da)焊(han)(han)(han)(han)件(jian)(jian)表面。激(ji)(ji)光(guang)-TIG電(dian)弧復(fu)合是較為簡單的(de)(de)一(yi)種同軸復(fu)合焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方式，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時，激(ji)(ji)光(guang)在熔池中形(xing)成的(de)(de)小(xiao)孔(kong)對電(dian)弧具有吸引(yin)和壓(ya)縮作用(yong)，增強了電(dian)弧的(de)(de)電(dian)流密度和穩定性(xing)；即使(shi)在高(gao)速(su)(su)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)條(tiao)件(jian)(jian)下，仍可保證電(dian)弧穩定，焊(han)(han)(han)(han)縫成形(xing)良好，氣孔(kong)、咬邊等缺陷大(da)大(da)減少。它(ta)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)(su)度一(yi)般是激(ji)(ji)光(guang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)(su)度的(de)(de)2倍以上，更遠遠大(da)于TIG焊(han)(han)(han)(han)。這(zhe)種復(fu)合焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法主要(yao)用(yong)于薄(bo)板或薄(bo)壁不(bu)銹鋼管的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)(su)度高(gao)達(da)15m／min，焊(han)(han)(han)(han)縫成形(xing)明顯改善(shan)，且降低了對坡口加工精度的(de)(de)要(yao)求。
2. 旁(pang)軸復(fu)合(he)是(shi)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)和電(dian)弧(hu)呈一(yi)定(ding)角度(du)地作用(yong)在焊(han)(han)(han)(han)(han)件的(de)(de)同一(yi)位置，激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)與(yu)電(dian)弧(hu)呈不對(dui)稱的(de)(de)幾(ji)何關系。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)可以在電(dian)弧(hu)前方引入，也可以要電(dian)弧(hu)后(hou)方引入。旁(pang)軸復(fu)合(he)容易實現，可以采用(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)與(yu)TIG電(dian)弧(hu)、MAG/MIG電(dian)弧(hu)或(huo)等離(li)子弧(hu)復(fu)合(he)。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)是(shi)目前應用(yong)最廣泛的(de)(de)一(yi)種復(fu)合(he)熱(re)源焊(han)(han)(han)(han)(han)接方式，由于MIG具(ju)有送絲(si)和熔(rong)滴過(guo)渡(du)，一(yi)般采用(yong)旁(pang)軸復(fu)合(he)方式，激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)不但可增大熔(rong)深，改善焊(han)(han)(han)(han)(han)接適應性(xing)，還(huan)可通過(guo)填充焊(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)改善焊(han)(han)(han)(han)(han)縫組(zu)織和性(xing)能(neng)。采用(yong)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)時焊(han)(han)(han)(han)(han)接速(su)度(du)比單激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)或(huo)單MIG焊(han)(han)(han)(han)(han)時提高約1/3，而輸入能(neng)量減少了1/4，更(geng)體現出復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)高效和節能(neng)優(you)勢(shi)。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)-MIG復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)比激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)-TIG復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)板厚更(geng)大，焊(han)(han)(han)(han)(han)接適應性(xing)更(geng)強(qiang)。
旁(pang)軸復(fu)合焊(han)接(jie)根據焊(han)接(jie)位置（即兩(liang)熱源的(de)相對位置）的(de)不同，又分為激光(guang)(guang)前(qian)置（電弧(hu)(hu)在(zai)激光(guang)(guang)之(zhi)后(hou)）和(he)激光(guang)(guang)后(hou)置（電弧(hu)(hu)在(zai)激光(guang)(guang)之(zhi)前(qian)）兩(liang)種形式，其焊(han)接(jie)原理示(shi)意圖(tu)如圖(tu)3-56所示(shi)。兩(liang)熱源前(qian)后(hou)位置的(de)不同對焊(han)縫(feng)形貌、成形影響較大。
用激光(guang)-MAG復合焊(han)進行(xing)試驗時(shi)，在(zai)完(wan)全(quan)相同的焊(han)接參數下，互換兩熱源前后位置，從圖(tu)3-57和圖(tu)3-58中(zhong)可(ke)以(yi)看出焊(han)縫(feng)(feng)(feng)形貌截然不(bu)同，激光(guang)后置焊(han)縫(feng)(feng)(feng)，兩熱源都達到(dao)了(le)有(you)效耦合，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)表面圓潤飽(bao)滿(man)，基(ji)本沒有(you)飛(fei)濺；激光(guang)前置焊(han)縫(feng)(feng)(feng)，焊(han)縫(feng)(feng)(feng)寬窄不(bu)一(yi)且(qie)伴(ban)有(you)大顆粒飛(fei)濺，電弧不(bu)能穩(wen)定燃燒(shao)，兩種熱源耦合較(jiao)差。從上述(shu)圖(tu)中(zhong)還可(ke)以(yi)知道(dao)，當熱源間距為6mm時(shi)，兩者焊(han)縫(feng)(feng)(feng)形貌都處于最佳狀態。
圖(tu)3-59表(biao)示(shi)了熱源(yuan)間(jian)(jian)距(ju)與熔(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)關系，從圖(tu)中除了熱源(yuan)間(jian)(jian)距(ju)＝2mm外(wai)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)時(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)均比激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)后(hou)(hou)置(zhi)(zhi)時(shi)較(jiao)(jiao)寬(kuan)(kuan)。這是因(yin)(yin)為激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)時(shi)沒有(you)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)預(yu)熱母材(cai)，使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)金(jin)屬首(shou)先對(dui)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)是反射作用(yong)(yong)(yong)，待(dai)金(jin)屬表(biao)面微熔(rong)(rong)后(hou)(hou)，對(dui)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)吸收才(cai)變得明顯，不能(neng)(neng)形成激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)小孔(kong)效應(ying)，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)致(zhi)等(deng)離(li)子體減少。因(yin)(yin)此(ci)，對(dui)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)引導、壓縮(suo)作用(yong)(yong)(yong)減弱，弧(hu)(hu)(hu)(hu)柱在(zai)金(jin)屬表(biao)面作用(yong)(yong)(yong)面積增加(jia)，導致(zhi)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)前(qian)(qian)置(zhi)(zhi)施(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)較(jiao)(jiao)寬(kuan)(kuan)、熔(rong)(rong)深(shen)較(jiao)(jiao)淺(qian)、余高(gao)小還有(you)不同程度的(de)(de)咬邊缺陷。激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)后(hou)(hou)置(zhi)(zhi)施(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)時(shi)，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)首(shou)先對(dui)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)作用(yong)(yong)(yong)點進(jin)行預(yu)熱，金(jin)屬對(dui)激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)能(neng)(neng)量(liang)吸收和小孔(kong)效應(ying)增強，激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)對(dui)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)(de)引導和壓縮(suo)作用(yong)(yong)(yong)增強，而且MAG焊(han)(han)(han)(han)縫處于前(qian)(qian)傾焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方位，電(dian)(dian)弧(hu)(hu)(hu)(hu)力后(hou)(hou)排熔(rong)(rong)池金(jin)屬的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)也(ye)增大，熔(rong)(rong)滴著(zhu)陸(lu)點與激(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)金(jin)屬上的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong)點距(ju)離(li)縮(suo)短(duan)，提高(gao)了能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)利用(yong)(yong)(yong)率，因(yin)(yin)此(ci)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)要(yao)深(shen)些(xie)(xie)，熔(rong)(rong)寬(kuan)(kuan)相應(ying)要(yao)窄(zhai)些(xie)(xie)。
圖(tu)3-60表示出(chu)熱(re)源間距與(yu)熔(rong)深(shen)(shen)(shen)的(de)關系(xi)：從圖(tu)中可知，激(ji)(ji)光(guang)后置(zhi)時(shi)，熔(rong)深(shen)(shen)(shen)隨著(zhu)熱(re)源間距的(de)增大(da)而增熔(rong)，最(zui)小熔(rong)深(shen)(shen)(shen)為2.9mm；激(ji)(ji)光(guang)前置(zhi)時(shi)的(de)熔(rong)深(shen)(shen)(shen)變(bian)化恰(qia)恰(qia)與(yu)激(ji)(ji)光(guang)后置(zhi)相反，它的(de)最(zui)小熔(rong)深(shen)(shen)(shen)為1.2mm，最(zui)大(da)熔(rong)深(shen)(shen)(shen)也只有3.9mm，充分說明了激(ji)(ji)光(guang)與(yu)電弧(hu)空間位置(zhi)不同，焊接效果有較大(da)差異。
在激光-電(dian)(dian)弧復(fu)合焊接中，應選擇激光后置的方(fang)式，電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)流(liu)小(xiao)時熱源(yuan)間(jian)距應選2～3mm之間(jian)；電(dian)(dian)弧電(dian)(dian)流(liu)較大時熱源(yuan)間(jian)距要選5～6mm之間(jian)。
3. 有資料介紹，用(yong)脈沖(chong)Nd：YAG 激(ji)(ji)(ji)光(guang)／TIG 電弧復(fu)合熱(re)源在304不銹鋼板(ban)（板(ban)厚(hou)3mm，試板(ban)尺寸100mm×150mm）上進行堆焊試驗。來(lai)了解(jie)脈沖(chong)Nd：YAG激(ji)(ji)(ji)光(guang)/TIG電弧復(fu)合熱(re)源堆焊過程中激(ji)(ji)(ji)光(guang)功率、激(ji)(ji)(ji)光(guang)束離焦量和(he)焊接速度對(dui)焊縫形貌、熔深和(he)熔寬的影響。
焊(han)接設備采用JHM-1GXY-400X型脈(mo)沖Nd YAG 激(ji)光(guang)器和TIG WP300焊(han)機(ji)。JHM-1GXY-400X型激(ji)光(guang)器最(zui)大輸出(chu)功率500W，經焦距70mm的(de)透鏡(jing)聚(ju)焦后(hou)可獲得直徑0.2mm的(de)焦斑。TIG WP300焊(han)機(ji)最(zui)大電流300A。采用旁(pang)軸復合(he)的(de)激(ji)光(guang)后(hou)置(zhi)式進(jin)行(xing)堆焊(han)。堆焊(han)過程中(zhong)采用氬氣對(dui)激(ji)光(guang)頭、TIG焊(han)槍及(ji)工件(jian)高溫區域進(jin)行(xing)保護。
試驗參數(shu)均為：TIG電(dian)流(liu)I，＝190A，TIG電(dian)壓U1＝11～12V，泵浦燈電(dian)流(liu)IL＝190A，激光(guang)束(shu)離焦量e＝-1mm，激光(guang)脈沖(chong)頻(pin)率f＝15Hz，脈寬(kuan)b＝2.5ms，熱源(yuan)間距d＝0.5mm，焊(han)接速度u＝25cm/min（此組參數(shu)下(xia)激光(guang)功率為350W）。
試驗結果與分析：
1. 三種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)接方(fang)法焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)形貌(mao)、熔深(shen)(shen)(shen)和(he)(he)熔寬(kuan)的(de)(de)(de)(de)比(bi)(bi)較。單一(yi)TIG焊(han)(han)(han)(han)、單一(yi)激光焊(han)(han)(han)(han)和(he)(he)激光／TIG復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)三種(zhong)情況下得(de)(de)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)形貌(mao)如圖3-61所示：單一(yi)TIG焊(han)(han)(han)(han)接得(de)(de)到(dao)(dao)典型熱導焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)深(shen)(shen)(shen)寬(kuan)比(bi)(bi)很小；激光焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔寬(kuan)很小，熔深(shen)(shen)(shen)很大(da)，深(shen)(shen)(shen)寬(kuan)比(bi)(bi)約為TIG焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)12倍；復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)寬(kuan) 圖3-61 不同焊(han)(han)(han)(han)接熱源(yuan)得(de)(de)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)形貌(mao)度和(he)(he)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熔深(shen)(shen)(shen)都明顯(xian)增大(da)，形成了“釘(ding)頭”形的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)形貌(mao)。三者(zhe)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)分別為0.6m㎡、1.1m㎡和(he)(he)2.4m㎡，復(fu)合(he)焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)比(bi)(bi)兩(liang)種(zhong)熱源(yuan)單一(yi)焊(han)(han)(han)(han)接得(de)(de)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)(mian)積(ji)之和(he)(he)還(huan)要大(da)0.7m㎡左右，可(ke)見兩(liang)種(zhong)熱源(yuan)復(fu)合(he)后(hou)產生了“1＋1＞2”的(de)(de)(de)(de)效應。
2. 激(ji)(ji)光功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)對(dui)復(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)形(xing)貌、熔(rong)(rong)深(shen)和(he)(he)(he)熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)(de)影(ying)響。在其他(ta)工(gong)藝(yi)參(can)數不變的(de)(de)條件下改變激(ji)(ji)光功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)（P2）為(wei)(wei)70W、210W和(he)(he)(he)350W進(jin)行復(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)接，這三(san)種情(qing)況焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)(de)橫截面(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)積依(yi)次(ci)為(wei)(wei)1.07m㎡、1.68m㎡和(he)(he)(he)2.34m㎡，復(fu)合(he)(he)(he)熱(re)(re)(re)源(yuan)的(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)分別(bie)為(wei)(wei)520W、660W和(he)(he)(he)800W。這三(san)種情(qing)況下單位熱(re)(re)(re)源(yuan)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)形(xing)成的(de)(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)積依(yi)次(ci)為(wei)(wei)2.06m㎡/kW，2.55m㎡／kW和(he)(he)(he)2.96m㎡/kW，從圖3-62可見。表明隨著激(ji)(ji)光功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)，復(fu)合(he)(he)(he)熱(re)(re)(re)源(yuan)的(de)(de)熱(re)(re)(re)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)也增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)，這是(shi)因為(wei)(wei)激(ji)(ji)光功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)時(shi)小(xiao)孔效(xiao)應更(geng)加顯著，而且激(ji)(ji)光對(dui)TIG電弧(hu)的(de)(de)穩弧(hu)和(he)(he)(he)壓縮作(zuo)用會增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)強(qiang)，從而使(shi)電弧(hu)能量密(mi)度(du)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)。同時(shi)從圖3-63中可以看(kan)到，當激(ji)(ji)光功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)從70W增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)到350W時(shi)熔(rong)(rong)深(shen)的(de)(de)變化很顯著，從約(yue)0.9mm增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)到約(yue)2.0mm，增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)約(yue)110％，而熔(rong)(rong)寬(kuan)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)幅相對(dui)小(xiao)些，只(zhi)有20％。總之，激(ji)(ji)光功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)時(shi)，復(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)深(shen)和(he)(he)(he)熔(rong)(rong)寬(kuan)均(jun)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)，復(fu)合(he)(he)(he)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)(feng)橫截面(mian)(mian)(mian)面(mian)(mian)(mian)積增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)，復(fu)合(he)(he)(he)熱(re)(re)(re)源(yuan)熱(re)(re)(re)效(xiao)率(lv)(lv)(lv)也增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)大(da)(da)。
3. 激(ji)光(guang)(guang)(guang)束離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)復合焊焊縫(feng)(feng)形(xing)貌、熔深和熔寬的(de)影響在離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)分別(bie)為(wei)5、2、-1和-3四種情況下進行(xing)堆焊試(shi)驗(yan)，從圖3-64中(zhong)可以看出，離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)焊縫(feng)(feng)橫截面(mian)形(xing)貌有(you)非常顯著的(de)影響：在離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝5mm時，由于工件(jian)(jian)表面(mian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)斑直徑過(guo)圖3-64 離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)對(dui)復合焊焊縫(feng)(feng)橫截面(mian)形(xing)貌的(de)影響大(da)，能量(liang)(liang)密度較低不足產(chan)生小(xiao)孔效應，此(ci)時的(de)焊接模式為(wei)熱傳導焊接；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝2mm時，工件(jian)(jian)表面(mian)光(guang)(guang)(guang)斑直徑減小(xiao)，功率密度有(you)所(suo)增大(da)，因此(ci)形(xing)成(cheng)了錐(zhui)狀的(de)焊縫(feng)(feng)橫截面(mian)形(xing)貌；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝-1mm時得到的(de)熔深最(zui)大(da)；離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)e＝-3mm時也形(xing)成(cheng)了典(dian)型(xing)的(de)釘頭焊縫(feng)(feng)，其(qi)焊縫(feng)(feng)熔深和離(li)(li)焦(jiao)量(liang)(liang)為(wei)e＝-1mm時相比有(you)所(suo)減少(shao)。
激(ji)光(guang)離焦量(liang)(liang)對復(fu)合(he)(he)焊(han)焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)和熔(rong)(rong)寬(kuan)尺寸的影響(xiang)如圖(tu)3-65所示，離焦量(liang)(liang)從(cong)-3mm增加到5mm的過程中，焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)先(xian)增大(da)(da)，在離焦量(liang)(liang)為(wei)-1mm時(shi)達到最(zui)大(da)(da)，然后(hou)隨著離焦量(liang)(liang)的進一(yi)步(bu)增大(da)(da)焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)開(kai)始減(jian)小(xiao)；焊(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)隨離焦量(liang)(liang)的變(bian)化(hua)趨勢與熔(rong)(rong)深(shen)相同(tong)，隨著離焦量(liang)(liang)從(cong)-3mm增大(da)(da)到5mm，焊(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)也在離焦量(liang)(liang)為(wei)-1mm時(shi)增加到最(zui)大(da)(da)，然后(hou)隨著離焦量(liang)(liang)的進一(yi)步(bu)增大(da)(da)而(er)減(jian)少，從(cong)圖(tu)3-65還(huan)可以看到，離焦量(liang)(liang)變(bian)化(hua)會導致復(fu)合(he)(he)焊(han)焊(han)縫熔(rong)(rong)深(shen)發生較大(da)(da)幅度變(bian)化(hua)，而(er)焊(han)縫熔(rong)(rong)寬(kuan)的變(bian)化(hua)幅度則相對較小(xiao)。
在(zai)圖3-64四種情況下焊縫橫截(jie)面(mian)面(mian)積測(ce)量(liang)結果依次為0.94m㎡、1.29m㎡、2.37m㎡和1.66m㎡。即隨著(zhu)離焦(jiao)量(liang)從-3mm增(zeng)大(da)到5mm，復(fu)合熱源(yuan)熱效率先(xian)增(zeng)大(da)，離焦(jiao)量(liang)為-1mm時達到最大(da)，然(ran)后(hou)隨著(zhu)離焦(jiao)量(liang)的進一(yi)步增(zeng)大(da)而減小(xiao)。
4. 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)對(dui)(dui)復(fu)合焊(han)(han)(han)(han)縫形(xing)貌、熔(rong)深(shen)(shen)和熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)影響。在其他工藝參數保(bao)持不變，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)分別(bie)為35cm／min、25cm／min和15cm／min的(de)條件下分別(bie)進行焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)試驗，對(dui)(dui)焊(han)(han)(han)(han)縫形(xing)貌、熔(rong)深(shen)(shen)和熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)進行測量(liang)：圖3-66中可以看出，隨著焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)的(de)減小(xiao)，焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)和熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)都明顯增大(da)，當焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)為15cm／min時，試板幾乎熔(rong)穿；圖3-67所示為焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)對(dui)(dui)復(fu)合焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)和熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)影響，焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)(su)度(du)從15cm／min增大(da)到(dao)35cm／min時，復(fu)合焊(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)深(shen)(shen)變化(hua)較大(da)，而焊(han)(han)(han)(han)縫熔(rong)寬(kuan)(kuan)(kuan)(kuan)的(de)變化(hua)則相對(dui)(dui)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)接速度減小時(shi)，復合焊(han)縫熔(rong)深、熔(rong)寬和(he)焊(han)縫橫截面面積都增大。
復合焊接的主要優(you)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(ji)光焊(han)(han)或(huo)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)都好(hao)。
2. 電(dian)弧過(guo)程穩(wen)定，既(ji)使在小電(dian)流條件(jian)下施焊，也能(neng)穩(wen)定地焊接。
3. 對接(jie)頭間隙不(bu)敏感，比激光(guang)焊好得多。
4. 可以通過焊絲來改(gai)善焊縫的性能，比激光焊優越。
5. 焊(han)縫成形(xing)美觀、單位(wei)熱輸(shu)入(ru)低，焊(han)接變形(xing)小，焊(han)后矯正量(liang)小與激(ji)光焊(han)相當。
6. 復合焊(han)接是一種(zhong)高(gao)效率低成本優質(zhi)焊(han)縫的焊(han)接工(gong)藝。
激光-電弧復合焊(han)的(de)種類(lei)比較(jiao)多(duo)，可以根據產品的(de)類(lei)別、材質和厚度進(jin)行選用。其種類(lei)有：
1. 百瓦級激光能量＋電弧復合
熱源顯示(shi)為(wei)電弧(hu)(hu)(hu)的特性，激(ji)光功率(lv)能量(liang)(liang)比較小（W≤500），激(ji)光主要(yao)起穩弧(hu)(hu)(hu)和壓(ya)縮電弧(hu)(hu)(hu)、提高(gao)電弧(hu)(hu)(hu)能量(liang)(liang)利用(yong)率(lv)的作用(yong)，多用(yong)于激(ji)光＋鎢極氣體保護電弧(hu)(hu)(hu)的復(fu)合(he)焊(han)接(jie)，比較適合(he)對薄板的焊(han)接(jie)。
2. 千瓦級(ji)激(ji)光能量＋電弧(hu)復合
熱源兼(jian)有激(ji)(ji)光和電弧(hu)特(te)性，能夠(gou)充分利用(yong)二者(zhe)的優(you)點，多(duo)用(yong)于激(ji)(ji)光＋MIG／MAG電弧(hu)的復(fu)合(he)焊(han)(han)。適用(yong)于鋁合(he)金、鎂(mei)合(he)金、碳鋼(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)、低合(he)金高強鋼(gang)(gang)和超高強鋼(gang)(gang)等(deng)材料(liao)的焊(han)(han)接。
3. 萬瓦級激光能量＋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)接工藝是一(yi)種具有遠(yuan)大(da)前途的(de)工藝方法，已在造船(chuan)、汽(qi)車等領域(yu)大(da)厚度(du)高強度(du)鋼板的(de)焊(han)(han)接中得(de)到成(cheng)功的(de)應用。例(li)如，用焊(han)(han)接熱軋(ya)高強鋼，熔深可達15mm，而(er)變形(xing)量(liang)僅為(wei)普(pu)通焊(han)(han)接的(de)1／10；焊(han)(han)接板厚為(wei)6mm的(de)T型接頭，焊(han)(han)接速度(du)可達3m／min，達到了焊(han)(han)接速度(du)快、變形(xing)小、質(zhi)量(liang)高和間隙敏感性低的(de)要求。
