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基于对高效优质焊接质量的需求,将激光焊与双丝焊相结合,开发一种新型的焊接方法—激光-MIG双丝复合焊,并对其焊接过程、电弧行为及熔滴过渡开展研究,旨在为进一步的工艺开发、理论研究及实际技术应用奠定基础。(1)搭建激光-MIG双丝复合焊接系统,建立电信号和高速摄像采集系统,实现正常焊接。分别研究双电源采用双直流、脉冲-直流、双脉冲模式输出情况下,即:激光-MIG双丝复合焊、激光-脉冲-直流MIG双丝复合焊及激光-脉冲MIG双丝复合焊,三种焊接方式对应的焊接特性规律。并且在激光-脉冲MIG双丝复合焊中,自行开发了能够实现两焊接电信号反相输出的脉冲控制器。在焊接试验中,主要研究了激光功率、送丝速度、光丝间距和离焦量等对上述三种焊接方式对应的焊接稳定性、电弧行为和熔滴过渡的影响规律,同时分别选取焊接电压变异系数、电弧图像信号强度分布及电弧偏转角、熔滴过渡方式及频率作为评价参量对稳定性、电弧行为和熔滴过渡进行分析。(2)针对激光-MIG双丝复合焊,研究发现,随着激光功率增加,电弧偏转角先减小后增加,在1000W附近偏转角最小,焊接过程最稳定。引导丝熔滴始终为细滴过渡,而跟随丝熔滴为细滴过渡+粗滴过渡,熔滴过渡频率呈现先增加后下降的趋势。当送丝速度变化时,在送丝速度为4m/min时引导丝和跟随丝的电弧稳定性最好,电弧偏转角先减小后增加最终趋于稳定。在离焦量为-1mm时,引导丝和跟随丝熔滴过渡频率均达到最大值分别为8.6Hz和6.3Hz。(3)针对激光-脉冲-MIG双丝复合焊,研究发现,随着激光功率增加,引导丝熔滴始终为射滴过渡,而跟随丝熔滴为细滴过渡+少量短路过渡。送丝速度对引导丝的电弧稳定性影响较小,而送丝速度达到4m/min时,跟随电弧稳定性最好。随着光丝间距增大,焊接过程稳定性变差,而当光丝间距增大到一定范围时,焊接过程稳定性变化较小,维持不变。当离焦量发生变化时,在0mm处引导丝和跟随丝熔滴过渡频率均达到最小值分别为75Hz和3Hz。(4)针对激光-脉冲MIG双丝复合焊,研究发现,随着激光功率增加,焊接过程稳定性先下降后增加,电弧偏转角增加,熔滴过渡频率增大。随着送丝速度增加,焊接过程稳定性增加,当达到4m/min后,电弧偏转角基本不变,而在2m/min、双丝间距小于8mm时出现短路过渡。随着光丝间距增加,在6mm时焊接过程最不稳定,之后光丝间距继续增加对焊接过程影响较小,电弧最小偏转角度出现在光丝间距4mm时。当离焦量发生变化时,在0mm处引导丝和跟随丝熔滴过渡频率均达到最小值分别为27Hz和12Hz。