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本文以低碳钢为实验材料,以Nd:YAG和CO2激光加工系统以及直流数字焊机为主要实验设备,针对采用填充焊丝的激光-TIG旁轴复合焊接工艺技术开展了以下几方面的研究工作：
首先,依据研究复合焊接工艺的实验要求和激光焊接头结构特点,分别设计了采用填充焊丝的Nd:YAG-TIG和CO2-TIG旁轴复合焊接装置,确定出了主要的工艺参数范围,为进行复合焊接工艺研究提供了装备条件。
其次,研究了激光-TIG填丝复合焊接的工艺特性,包括Nd:YAG-TIG及CO2-TIG复合方式。考察了主要焊接工艺参数如热源间距、两热源能量匹配、电弧角度、电弧气氛等对焊接过程稳定性和焊缝成型的影响规律。结果表明：热源间距影响焊接过程中的电弧形态及金属羽辉或光致等离子体的稳定性,决定了两热源的能量耦合情况,表现为焊缝截面上熔宽的变化特征；热源能量匹配是决定焊缝成型的主要因素,激光能量主要决定焊缝熔深,电弧能量主要决定焊缝熔宽；电弧角度在一定范围内对焊接效果影响并不明显；电弧气氛的选择在CO2-TIG复合焊接中是重要的,He弧避免了对激光束能量的屏蔽,获得了稳定的深熔焊接过程。
最后,以优化后的CO2-TIG复合焊接工艺参数为基础,考察了复合焊接在对接和搭接焊时的工艺适应性,并与激光焊接进行了比较。在对接焊中,得出了以间隙和错边为参考依据的加工区域图,在搭接焊中,绘出了搭接间隙-焊接速度曲线。结果表明：无论何种接头形式,工艺适应性方面复合焊接均优于激光焊接。对接焊接头中存在间隙或错边时,复合焊与激光填丝焊的适应性相近；间隙和错边同时存在时,复合焊接适应性较好,在加工区域图中,复合焊接加工区域明显大于激光焊接区域。在搭接焊中,复合焊接对上下板间隙的适应性明显优于激光焊接,且焊接速度也更高。
采用填充焊丝的激光-TIG复合焊接充分利用了激光和电弧各自的优势,极大地提高了焊接效率。由于采用TIG电弧,避免了焊接过程中熔滴过渡等复杂的物理过程,焊接稳定性好；填充焊丝可以有效地改善焊缝冶金过程和接头性能,在改善焊缝成型和提高工艺对接头装配的适应性方面具有明显的作用。总之,采用填充焊丝的激光-TIG复合焊接是一种具有明显优势的先进连接方法。