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TIG焊接过程稳定、焊缝成形美观、焊接接头冶金性能高,是目前我国核电、航空、航天等领域关键部件焊接制造的常用方法之一。但是,TIG焊接效率低、焊接热输入大、容易导致较大的焊接变形。因此,随着我国核电、航空、航天等领域的快速发展,TIG焊接方法仍难以完全满足我国各领域对其关键部件优质、高效焊接制造的需求。哈尔滨焊接研究所在激光-电弧复合焊接研究的基础上,充分利用CMT弧焊特点,提出了纯Ar保护激光-CMT电弧复合焊接新方法,并研究了该方法在我国核电、航空、航天等领域关键部件优质、高效焊接制造的应用可行性。在不锈钢纯Ar保护激光-CMT复合焊接研究中发现,激光对电弧具有吸引作用,有利于增强焊接电弧挺度,提高焊接过程稳定性;与CMT弧焊相比,在高速焊接条件下,复合焊接可以获得连续成形的焊缝;与TIG焊接相比,复合焊接质量与TIG焊接相当。但前期研究发现,纯Ar保护不锈钢激光-CMT复合焊接焊缝边沿仍存在成形不规则及部分未熔合等现象。本论文在充分考虑激光扫描焊接特点的基础上,提出采用激光扫描-CMT电弧复合焊接方法以解决该问题。本论文针对304不锈钢,在纯Ar保护条件下,分析了激光扫描-CMT电弧复合焊接参数对焊缝成形的影响规律,研究了复合焊接电弧、熔池特点,探讨了复合焊接焊缝边沿铺展机理。在此基础上,与不锈钢厚板TIG填丝焊对比,从接头成形、综合力学性能及焊接效率等方面探讨了纯Ar保护激光扫描-CMT复合热源焊接取代TIG填丝焊的可行性。研究结果表明:采用激光扫描-CMT复合焊接技术可有效解决纯Ar保护不锈钢焊缝边沿成形不规则、部分未熔合等问题。激光在电弧前扫描,延长了熔池边沿液态金属的凝固时间,有利于熔池金属向焊缝边沿铺展,最终获得成形规则、稳定的焊缝。激光扫描-CMT复合焊接时,光丝间距、焊接速度、焊接电流对焊缝成形(熔深、熔宽、余高)的影响规律与非激光扫描焊接时基本一致;仅当激光扫描焊接熔池宽度与CMT焊接熔池宽度良好匹配时,才可获得成形良好的焊缝;当焊接速度v=0.6m/min,焊接电流I=132A时,满足良好焊缝成形的激光扫描焊接熔池宽度与CMT焊接熔池宽度的比值为1.2左右;当焊接速度v=0.6m/min,焊接电流I=132A时,复合焊接焊缝边沿连续成形的最优工艺参数为:激光扫描功率达到2KW,激光扫描宽度W=9mm,激光扫描频率f≥52Hz。与CMT电弧焊接相比,激光扫描-CMT复合焊接过程稳定性提高,其复合焊接电弧亮度增强、熔滴过渡频率提高、短路时间和短路周期分布更集中;与激光不扫描深熔焊接对比,激光扫描-CMT复合焊接的焊接模式已转变为热导焊,有利于消除焊接气孔、降低热影响区的峰值温度。激光扫描-CMT复合焊接接头力学性能(包括冲击韧性、拉伸、弯曲、硬度)与TIG填丝焊相当,组织与TIG填丝焊相差不大;效率是TIG填丝焊的5倍以上。