铝合金的焊接加工一直是制约其工业应用的主要因素,传统的熔化极气体保护焊,熔深和焊接速度都有限,且存在变形、气孔等缺陷。激光焊虽然焊接速度快,焊接效率高,但铝合金对激光束的反射率极高,激光能量吸收率也较低,故激光焊使用较少。激光-电弧复合焊克服了电弧焊和激光焊存在的问题。激光-MIG复合焊集中了两种热源的优势,用于铝合金焊接时,不仅焊接效率高,焊接缺陷少,而且可以改善接头的组织性能。本文分别采用激光-MIG复合焊和MIG焊两种焊接方法对6mmm厚6009铝合金板材进行焊接试验,对比研究复合焊和MIG焊接头。研究两种接头工艺参数的变化对各自焊缝成形性的影响；采用阳极覆膜和电解抛光的方法来研究复合焊和MIG焊金相组织,通过SEM和凯勒试剂腐蚀接头来观察接头的第二相析出情况,并通过EDS能谱分析来分析第二相成分,利用XRD对复合焊接头进行成分分析；通过SEM分析复合焊和MIG焊拉伸断口形貌,对复合焊韧窝第二相成分进行分析；采用3D高斯圆锥形热源和双椭球热源组合型模,借助有限元SYSWELD模拟软件对6mmm厚的6009铝合金激光-MIG复合焊焊接过程温度场进行模拟。研究结果表明：复合焊过程中,激光热源在前,电弧热源在后的焊接接头成形性好于电弧热源在前,激光热源在后的焊接接头。热源间距增大,激光热源与电弧热源耦合作用降低,但激光作用区变的更加明显,焊缝对称性变得更好。MIG焊过程中,焊接电流增大,焊缝下表面成形越来越好,焊缝的余高、熔宽以及余高-熔宽比都增大.接头显微组织分析结果表明：复合焊接头焊缝中心上部晶粒尺寸小于焊缝中心下部。主要是因为复合焊过程中,电弧对熔池上部具有搅拌作用,使上部熔池传质、传热更加均匀,细化了晶粒。MIG焊焊缝中心晶粒尺寸随着焊接电流增大而变大,多道焊焊缝下部析出相更加细小均匀。接头力学性能研究结果表明：复合焊和MIG焊接头均存在软化区,复合焊接头软化区的宽度大约在4-5mm左右,MIG焊接头软化区宽度大约在6-7mm左右。复合焊过程中,激光热源在前的焊缝,焊缝中心上部平均硬度低于焊缝下部平均硬度,这是因为复合焊焊接过程中焊缝上部合金元素烧损严重。电弧在前的焊缝,焊缝上部平均硬度值高于焊缝下部平均硬度值,这是因为电弧在前时,随后的激光束对熔池上部的液态金属进行了二次重熔,细化了组织,提高了表面硬度。两种接头拉伸断口断裂位置在热影响区时,韧窝壁均有蛇形花样,韧窝里有第二相颗粒存在,说明韧窝的形成与第二相颗粒有关。复合焊接头温度场数值模拟结果表明：焊接刚开始阶段热源不稳定,温度场峰值温度稍低,当3秒左右时,进入准稳态温度场,峰值温度可达1100℃以上；离焊缝中心近的点,其峰值温度、升温速率以及冷却速率均大于离焊缝中心较远的点；复合焊焊缝纵向和横向的温度变化印证了前面第四章中复合焊接头析出相的实验结果。
