杨玉东, 刘 佳, 石 岩, 张亚亮

(长春理工大学 机电工程学院, 长春 130022)

引 言

如何实现节能环保是当今各国亟需解决的问题，工业产品的轻量化设计得到各国政府和企业的高度重视。铝合金具有高强度、质量轻、耐腐蚀等优点[1]，将其替代钢铁材料，可大大减轻构件的质量，是节能环保的最佳材料之一。目前，铝合金焊接结构广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通等运载工具及其相关行业之中[2-3]。铝合金焊接常采用激光焊和电弧焊，激光焊具有精度高、灵活度大、生产效率高、可获得较大的深宽比，其缺点是装配精度高，容易烧蚀有益金属元素，这也使激光焊接的推广受到一些限制；熔化极惰性气体(metal inert-gas，MIG)保护焊是电弧焊中常用的方法之一，具有无污染、热源集中、适合全方位焊接但仍存在有焊接变形大、飞溅严重和焊接生产效率低等缺点[4].。激光-电弧复合焊接技术结合了激光和电弧的优点，弥补了各自的不足，并且实现了“1+1>2”的协同效应[5-13]，使其成为工业生产中最具有前景的高效焊接技术之一。激光-电弧相互作用中激光对电弧具有压缩作用，减小飞溅，电弧可以稀释光致等离子体，降低其对激光的散射和吸收，同时提高激光焊对工件间隙和错边的适应性。由于激光-电弧复合焊接过程中稠密的等离子体会对入射激光产生折射，形成的“负透镜效应”会对焊接成形质量造成影响。研究表明，在激光-电弧焊接过程中，保护气体喷嘴是影响焊接质量的重要因素。Z……