摘要：铝合金是一种性能优良而较难选择焊接方法的合金，当下国内的主流方法是选用脉冲MIG焊或者是短路过渡MIG焊。不过这两种MIG焊接方法在焊接铝合金构件时，均显现出不同程度上的缺陷：短路过渡MIG焊在焊接全程中表现出较差的稳定性，以至于其焊缝成型欠佳；而若采用脉冲MIG焊焊接铝合金构件，又会难以保证生产所需的焊接效率和品质。不过如果在MIG焊中加入激光，即使用激光-电弧复合焊，则可以在很大程度上提高焊接过程的稳定性和焊接效率，并且能够优化焊缝质量。这一系列的优势使得激光-电弧复合焊足以成为一种针对铝合金薄板焊接的卓有成效的焊接方法。

本文以焊接工艺特性为立足点，以铝合金薄板的脉冲MIG焊和小功率短路过渡MIG焊为目标，以激光的加入与否作为变量进行系统的探究。研究对象的材料为3mm厚的6061铝合金，研究方法为观察、监测、记录和分析焊接过程中的熔滴过渡过程、电弧行为及焊接电信号特性，其所用手段有高速摄像和电信号采集系统等。研究结果如下：

在加入激光后，MIG焊明显减少了引弧时间，且显著提升了这一阶段的稳定性。激光-MIG复合焊也大幅地优化了电弧的形态——这得益于激光对电弧的吸引特质。激光令阴极斑点被固定在激光斑点处，使电弧在这一固定点燃烧，即电弧燃烧稳定性得到增强；电弧等离子体和激光光致等离子体之间的交互作用在电弧空间内搭建出一条十分牢固的导电通道；电弧等离子体和激光光致等离子体的相对强弱决定了等离子体的分布情况：当激光等离子强于电弧等离子时，等离子体向激光处聚集，主要分布区域为激光斑点处；反之，当电弧等离子强于激光等离子时，等离子则向电弧聚集，集中分布于焊丝末端的电弧空间。

此外，加入激光后受到影响的还有熔滴过渡过程，其主要因素为激光功率和光丝间距：激光功率存在一个临界值，当功率处于临界值之下时，熔滴过渡稳定；反之，功率超过临界值时，则不稳定。光丝间距须处于一个合适的范围内，超过此范围的光丝间距都会使熔滴过渡不稳定；当然，判定焊接过程稳定性需要一个定量的手段，于是我们根据数学统计学，做出一个判别方案，并且以此做出了定量的判别：对于铝合金的焊接方法而言，采用激光-短路过渡MIG焊要比单纯的短路过渡MIG拥有稳定性更好的焊接过程。

铝合金脉冲MIG焊接过程中的过渡模式有三种，其分别为脉冲亚射流过渡、脉冲短路过渡和脉冲射滴过渡。加入的激光对这些过渡过程起到了一定的影响作用：增加激光功率会使过渡由脉冲亚射过渡逐渐地向脉冲射滴过渡推进。当功率满足一定值时，这种转变过程达到完全。激光的加入会使射滴过渡过程中电弧增长，焊丝也同时加快了熔化速率。

相比单纯地运用小功率MIG焊或者激光焊而言，这种两项技术混合的复合焊接方法可带来更好的焊缝成形和更深的焊缝熔深。并且，在给予相同的焊接热输入的前提下，激光-MIG复合焊将实现最高的焊接效率。

关键词：激光-MIG复合焊接；铝合金；熔滴过渡；短路过渡；脉冲焊

Abstract：At present, the main welding method of laminose aluminum alloy is MIG, which includes the PMIG (pulsed metal inert-gas welding) and the SCT-MIG (Short circuit transition MIG welding).While there are defects exiting in the two welding methods above. For the SCT-MIG of aluminum alloy, the welding process is unstable, which leads to a terrible appearance of weld; For the PMIG of aluminum alloy, its product needs to be improve in both the production efficiency and the quality. However, when the laser is added in the MIG, which means using the Laser-Arc hybrid welding, the stability and the efficiency of the welding process as well as the quality of the weld can be improved signally. A series of advantages make the Laser-Arc hybrid welding an effective welding method for the laminose aluminum alloy.