・３６・
方法同时作用于焊接区。当激光到达材料的表面时，该点的温度迅速升高到气化温度，并形成小孔，这样几乎所有的能量就可以传到工件上，焊缝具有很高的深宽比。从能量观点看，激光电弧复合对焊接效率的提高十分显著。这主要基于两种效应，一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度；二是两热源相互作用的
叠加效应。
图ｌ激光一ＭＩＧ复合焊原理
在汽车中有许多像铝板与铝铸件这样的搭接接头，由于采用的铝合金（ＡＡ６ｘｘｘ）母材具有热裂的倾
向，因而都要求采用激光焊，而单纯使用激光＋冷丝焊
工艺，焊丝通过直接激光辐射和等离子体加热而熔化故消耗了激光能量∞Ｊ。
此外，激光焊在汽车铝车身焊接工艺中遇到的问题主要是由于光束直径太细，要求坡口装配间隙小于
ｏ．５
ｍｍ，跟踪精度很高，一开始尚未形成熔池时热效率
很低。这些问题可以通过激光一ＭＩＧ复合焊解决。由于ＭＩＧ焊的复合，熔池宽度增加使得装配要求降低，焊缝跟踪容易，一开始由ＭＩＧ电弧可以解决初始熔化问题，从而可以减少使用的激光器的功率。同时ＭＩＧ焊的气流增大有助于减少根部的等离子体，增大熔深［４Ｊ，ＭＩＧ焊便于加入填充焊丝，从而可以避免表面凹陷形成的咬边。而激光焊的深熔和快速、高效、低热输入特点仍保持。
以ＶｗＰｈａｅｔｏｎ（德国大众高档新款车）的车门焊
接为例：为了在保证强度的同时又减轻车门的质量，大众公司采用冲压、铸件和挤压成形的铝件。车门的焊
缝总长４
９８０
ｍｍ，现在的工艺是７条ＭＩＧ焊焊缝（总
长３８０ｍｍ），ｌｌ条激光焊焊缝（总长ｌ
０３０
ｍｍ），４８条
激光一ＭＩＧ复合焊焊缝（总长３
５７０
ｍｍ）。也就是说，
由于接头形式各异，激光复合焊并不是适用于车门上的所有焊缝。在接头装配间隙很大的位置，具有良好
焊接２００６（９）
接头连接能力的ＭＩＧ焊比激光焊或复合焊更有优势；
反之对接头间隙非常小的焊缝，热能集中、焊速快的纯激光焊是最好的方案∞Ｊ。
激光复合焊另一特点就是具有很宽的焊速调节范围。例如：复合焊在焊接Ｐｈａｅｔｏｎ车门的对接接头时，
焊接速度１．２～４．８ｒｎ／ｍｉｎ都是可行的，送丝速度为４～９ｍ／ｍｉｎ，激光功率为２～４ｋｗ。最优化的焊速是
４．２
Ｈ∥ｍｉｎ，送丝速度６．５Ⅱ∥ｍｉｎ，激光功率２．９
ｋｗ。
激光复合焊同样用于新型奥迪Ａ８汽车的生产，如图２所示。在Ａ８侧顶梁上有各种规格和形式的接头，就是采用激光复合焊工艺，焊缝总长４．５
ｍ。
图２奥迪Ａ８铝车身
２激光一ＴｌＧ复合焊
从历史上看，早在２０世纪３０年代就有大众汽车使用镁合金，由于镁的价格上升才停止了使用。２０世纪８０年代初，由于采用新工艺，严格限制了铁、铜、镍等杂质元素的含量，使镁合金的耐蚀性得到了解决，同时成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用。从２０世纪９０年代开始，欧美、日本、韩国的汽车商都逐渐开始把镁合金用于许多汽车零件上。
目前镁合金一般用于车上的座椅骨架、仪表盘、转向盘和转向柱、轮圈、发动机气缸盖、变速器壳、离合器壳等零件，其中转向盘和转向柱、轮圈是应用镁合金较多的零件。镁及其合金在汽车部件应用方面目前仅限
于汽车非结构件，这是由镁及其合金的物理和化学性
能决定的，要想进一步取得重大突破尚需做许多技术工作，还有一段很长的路要走。当前，在镁合金焊接中主要采用摩擦焊、氩弧焊、激光焊和电子束焊。但由于镁和镁合金的焊接性比较
差，对于新产品的功能、精度、安全性和效率提出更高
标准，而传统方法，例如，钨极氩弧焊（ＴＩＧ）由于焊接速
度低，热影响区大等原因，难以实现高效焊接。单独采
２．１镁合金的复合焊
轻金属的激光复合焊技术
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
高志国， 黄坚， 蔡艳， 李国华， Gao Zhiguo， Huang Jian， Cai Yan， Li Guohua上海交通大学焊接工程研究所,200030焊接
WELDING & JOINING2006(9)2次
参考文献(12条)
1.Xie J Dual beam laser welding[外文期刊] 2002(10)
2.Xie J Weld morphology and thermal modeling in dual-beam laser welding[外文期刊] 2002(12)3.Kohn G;Greenberg Y;Makover I Laser-assisted friction stir welding[外文期刊] 2002(02)4.柳绪静;刘黎明;王恒 镁铝异种金属激光-TIG复合热源焊接性分析[期刊论文]-焊接学报 2005(08)
5.Borrisutthekul R;Miyashita Y;Mutoh Y Dissimilar material laser welding between magnesium alloyAZ31B and aluminum alloy A5052-O[外文期刊] 2005(02)
6.Kim T;Kim J;Hasegawa Y Welding of AZ31B magnesium alloy by YAG laser/TIG arc hybrid weldingprocess[外文会议] 2004
7.刘黎明;王继峰;宋刚 激光电弧复合焊接AZ31B镁合金[期刊论文]-中国激光 2004(12)8.Graf T;Staufer H Laser-hybrid welding drives VW improvements[外文期刊] 2003(01)9.陈彦宾 激光-TIG复合热源焊接物理特性研究[学位论文] 2003
10.肖荣诗;陈凯;左铁钏 Influence of the wire addition direction in CO2 laser welding of aluminum 200211.Steen W M Arc augmented laser processing of materials 1980(11)12.郝晓华 镁在汽车领域应用中向铝的挑战[期刊论文]-世界有色金属 2005(04)
引证文献(2条)
1.黄禹.龚时华.李斌.肖阳柳 具有随动功能的激光-电弧复合焊接装置研制[期刊论文]-石油化工设备 2010(3)2.张友寿.何建军.谢志强.蒋蔚翔 搅拌摩擦焊接技术基础及其工程应用[期刊论文]-材料导报 2008(1)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hj200609009.aspx
・３６・
方法同时作用于焊接区。当激光到达材料的表面时，该点的温度迅速升高到气化温度，并形成小孔，这样几乎所有的能量就可以传到工件上，焊缝具有很高的深宽比。从能量观点看，激光电弧复合对焊接效率的提高十分显著。这主要基于两种效应，一是较高的能量密度导致了较高的焊接速度；二是两热源相互作用的
叠加效应。
图ｌ激光一ＭＩＧ复合焊原理
在汽车中有许多像铝板与铝铸件这样的搭接接头，由于采用的铝合金（ＡＡ６ｘｘｘ）母材具有热裂的倾
向，因而都要求采用激光焊，而单纯使用激光＋冷丝焊
工艺，焊丝通过直接激光辐射和等离子体加热而熔化故消耗了激光能量∞Ｊ。
此外，激光焊在汽车铝车身焊接工艺中遇到的问题主要是由于光束直径太细，要求坡口装配间隙小于
ｏ．５
ｍｍ，跟踪精度很高，一开始尚未形成熔池时热效率
很低。这些问题可以通过激光一ＭＩＧ复合焊解决。由于ＭＩＧ焊的复合，熔池宽度增加使得装配要求降低，焊缝跟踪容易，一开始由ＭＩＧ电弧可以解决初始熔化问题，从而可以减少使用的激光器的功率。同时ＭＩＧ焊的气流增大有助于减少根部的等离子体，增大熔深［４Ｊ，ＭＩＧ焊便于加入填充焊丝，从而可以避免表面凹陷形成的咬边。而激光焊的深熔和快速、高效、低热输入特点仍保持。
以ＶｗＰｈａｅｔｏｎ（德国大众高档新款车）的车门焊
接为例：为了在保证强度的同时又减轻车门的质量，大众公司采用冲压、铸件和挤压成形的铝件。车门的焊
缝总长４
９８０
ｍｍ，现在的工艺是７条ＭＩＧ焊焊缝（总
长３８０ｍｍ），ｌｌ条激光焊焊缝（总长ｌ
０３０
ｍｍ），４８条
激光一ＭＩＧ复合焊焊缝（总长３
５７０
ｍｍ）。也就是说，
由于接头形式各异，激光复合焊并不是适用于车门上的所有焊缝。在接头装配间隙很大的位置，具有良好
焊接２００６（９）
接头连接能力的ＭＩＧ焊比激光焊或复合焊更有优势；
反之对接头间隙非常小的焊缝，热能集中、焊速快的纯激光焊是最好的方案∞Ｊ。
激光复合焊另一特点就是具有很宽的焊速调节范围。例如：复合焊在焊接Ｐｈａｅｔｏｎ车门的对接接头时，
焊接速度１．２～４．８ｒｎ／ｍｉｎ都是可行的，送丝速度为４～９ｍ／ｍｉｎ，激光功率为２～４ｋｗ。最优化的焊速是
４．２
Ｈ∥ｍｉｎ，送丝速度６．５Ⅱ∥ｍｉｎ，激光功率２．９
ｋｗ。
激光复合焊同样用于新型奥迪Ａ８汽车的生产，如图２所示。在Ａ８侧顶梁上有各种规格和形式的接头，就是采用激光复合焊工艺，焊缝总长４．５
ｍ。
图２奥迪Ａ８铝车身
２激光一ＴｌＧ复合焊
从历史上看，早在２０世纪３０年代就有大众汽车使用镁合金，由于镁的价格上升才停止了使用。２０世纪８０年代初，由于采用新工艺，严格限制了铁、铜、镍等杂质元素的含量，使镁合金的耐蚀性得到了解决，同时成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用。从２０世纪９０年代开始，欧美、日本、韩国的汽车商都逐渐开始把镁合金用于许多汽车零件上。
目前镁合金一般用于车上的座椅骨架、仪表盘、转向盘和转向柱、轮圈、发动机气缸盖、变速器壳、离合器壳等零件，其中转向盘和转向柱、轮圈是应用镁合金较多的零件。镁及其合金在汽车部件应用方面目前仅限
于汽车非结构件，这是由镁及其合金的物理和化学性
能决定的，要想进一步取得重大突破尚需做许多技术工作，还有一段很长的路要走。当前，在镁合金焊接中主要采用摩擦焊、氩弧焊、激光焊和电子束焊。但由于镁和镁合金的焊接性比较
差，对于新产品的功能、精度、安全性和效率提出更高
标准，而传统方法，例如，钨极氩弧焊（ＴＩＧ）由于焊接速
度低，热影响区大等原因，难以实现高效焊接。单独采
２．１镁合金的复合焊
轻金属的激光复合焊技术
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
高志国， 黄坚， 蔡艳， 李国华， Gao Zhiguo， Huang Jian， Cai Yan， Li Guohua上海交通大学焊接工程研究所,200030焊接
WELDING & JOINING2006(9)2次
参考文献(12条)
1.Xie J Dual beam laser welding[外文期刊] 2002(10)
2.Xie J Weld morphology and thermal modeling in dual-beam laser welding[外文期刊] 2002(12)3.Kohn G;Greenberg Y;Makover I Laser-assisted friction stir welding[外文期刊] 2002(02)4.柳绪静;刘黎明;王恒 镁铝异种金属激光-TIG复合热源焊接性分析[期刊论文]-焊接学报 2005(08)
5.Borrisutthekul R;Miyashita Y;Mutoh Y Dissimilar material laser welding between magnesium alloyAZ31B and aluminum alloy A5052-O[外文期刊] 2005(02)
6.Kim T;Kim J;Hasegawa Y Welding of AZ31B magnesium alloy by YAG laser/TIG arc hybrid weldingprocess[外文会议] 2004
7.刘黎明;王继峰;宋刚 激光电弧复合焊接AZ31B镁合金[期刊论文]-中国激光 2004(12)8.Graf T;Staufer H Laser-hybrid welding drives VW improvements[外文期刊] 2003(01)9.陈彦宾 激光-TIG复合热源焊接物理特性研究[学位论文] 2003
10.肖荣诗;陈凯;左铁钏 Influence of the wire addition direction in CO2 laser welding of aluminum 200211.Steen W M Arc augmented laser processing of materials 1980(11)12.郝晓华 镁在汽车领域应用中向铝的挑战[期刊论文]-世界有色金属 2005(04)
引证文献(2条)
1.黄禹.龚时华.李斌.肖阳柳 具有随动功能的激光-电弧复合焊接装置研制[期刊论文]-石油化工设备 2010(3)2.张友寿.何建军.谢志强.蒋蔚翔 搅拌摩擦焊接技术基础及其工程应用[期刊论文]-材料导报 2008(1)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hj200609009.aspx