焊接技术是制造业重要加工手段之一。随着《中国制造2025》战略的持续推进,绿色、高效、节能已经成为焊接技术的发展方向。铝合金因其比强度高、耐腐蚀性和切削性好等特点被广泛应用于航空航天、石油化工、轨道交通、能源工程等领域。本文将激光-电弧复合焊与铝合金多股绞合焊丝相结合,提出一种铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊焊接工艺。首先对多股绞合焊丝的MIG焊的电弧特性、熔滴过渡形式和焊接工艺性开展研究。结果表明,当焊接电流大于130A时电弧由斜柱态转变为钟罩态;焊接电压由22 V增长到30 V时,电弧长度由2 mm增长到8 mm。熔滴过渡形式主要为短路过渡、亚射流过渡和射滴过渡;多股绞合焊丝MIG焊工艺区间窄,短路过渡成形差、亚射流过渡焊缝成形良好、射滴过渡焊缝两侧出现难以去除飞溅。开展铝合金多股绞合焊丝MIG焊与铝合金实心焊丝MIG焊对比试验,研究了两种焊丝焊缝形貌与熔敷特性差异。结果表明,多股绞合焊丝熔深浅、熔宽宽,熔敷效率提升不明显。通过运用焊接电阻热理论和电磁压力理论,分析了熔敷特性和焊缝形貌差异形成原因。开展激光引入对多股绞合焊丝MIG焊的影响规律,研究了激光引入对电弧形态、熔滴过渡形式和焊缝形貌的影响。结果表明,激光引入提高焊接过程稳定性和焊缝熔深;减少短路过渡频率、缩短亚射流过渡熔滴下落路径、改善射滴过渡焊缝两侧飞溅;激光引入使多股绞合焊丝MIG焊在短路过渡和射滴过渡下获得良好焊缝成形,拓展多股绞合焊丝MIG焊的工艺区间。开展铝合金激光-多股绞合焊丝MIG复合焊接工艺研究。研究了激光功率、焊接电流、光丝间距、离焦量和焊接速度对焊缝形貌及气孔率的影响规律。结果表明,增大焊接电流和离焦量、降低焊接速度对激光-多股绞合焊丝MIG复合焊气孔率有很好的抑制作用。当焊接电流200～220 A,离焦量+10～+20 mm,焊接速度0.5～1 m/min时,焊缝气孔率低于2%;得到优化焊接工艺区间为:激光功率3～6 kW,焊接电流160～220 A,离焦量-5～+20 mm,光丝间距4～6 mm,焊接速度0.5～3 m/min。通过坡口设计,实现20 mm厚铝合金焊接。对20 mm厚铝合金焊接接头进行质量评价及组织分析。结果表明,焊缝区以等轴晶为主,晶粒的平均尺寸为34.83 μm;热影响区晶粒失去轧制生长的方向性,晶粒细小,晶粒的平均尺寸为10.21 μm。接头的抗拉强度平均为291 Mpa,达到母材抗拉强度的84.2%,拉伸断裂位置为熔合线,断口呈韧性断裂;熔合区较为薄弱,硬度为74.7 HV约为母材硬度的84.6%。