与激光焊接和传统的电弧焊不同,激光电弧复合焊接既能降低对对接间隙的敏感性,又能保证在高速焊接情况下电弧的稳定性。由于复合焊接的装配精度要求低、效率高等特点,其在工业领域中的应用日渐广泛。本文以3mm厚高强钢为试验材料,采用光纤激光-熔化极惰性气体保护焊(MIG)电弧复合焊接的焊接方法,研究了高焊速(4～6m/min)下,激光功率、送丝速度、电弧电压、热源位置等工艺参数与焊缝形貌、熔滴过渡规律之间的关系,并与中/低速激光电弧复合焊接过程进行对比。结果表明,增加激光功率,光致等离子体浓度先增加,影响能量吸收,而后会受热向外膨胀;增加送丝速度,对于激光前置,电弧力增大,匙孔半径扩大,有助于稳定焊接过程。对于电弧前置,激光无法有效吸引电弧,焊缝成形不连续;焊接速度的增加虽然减少了等离子体的停留时间,但也会造成焊接线能量的缺失;随着电弧电压增加,电弧热源半径增大,电弧压力减小,不再冲刷熔池;在不同的热源位置下,熔滴受力、激光与电弧的耦合作用、匙孔的稳定性等都会发生变化,而焊缝形貌则会出现浅“Y”型和深“Y”型的区别。激光前置时,与高速焊相比,中速焊的焊缝熔宽增大,余高减小;熔滴过渡频率相近;焊缝上下区域的硬度分布更为均匀。电弧前置时,与高速焊相比,中速焊的焊缝与母材的交界处更为圆润;熔滴过渡频率减缓;焊缝下半区域的硬度分布出现波动。高速焊时,电弧前置下的焊缝气孔率较低;而中速焊时,情况则相反。在电弧前置,焊接速度V=6m/min时,确定了工艺参数窗口的范围:P=3.4k W～5k W,WFS=7～11m/min,U=24～30v。高速焊时,焊缝上半区域的微观组织主要为马氏体及贝氏体,电弧前置时的结晶形态更为齐整;焊缝下半区域的微观组织分别为铁素体魏氏组织(激光前置)和板条状马氏体及贝氏体(电弧前置)。而中速焊时,由于焊接线能量较大,熔池冷却速度较慢,导致晶粒粗大。激光前置时,中速焊得到的焊缝上下区域的硬度分布都较为均匀;而电弧前置时,则高速焊得到的整体硬度分布较为均匀。这主要是受电弧力的作用范围及熔池的凝固速度等因素所影响。焊丝元素(Mn、Si等)的渗入能提升焊接接头的硬度和抗拉强度(分别为404HV和613MPa,均高于母材)。