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我国船舶建造中自动化焊接装备落后,先进高效焊接技术推广不足,这些已经成为制约我国造船业发展的“瓶颈”。目前高效焊接技术的研究主要集中在对接焊缝,而非角焊缝。但是,T型接头是船舶焊接中主要的接头形式,传统电弧在高速焊接时会产生飞溅严重、焊脚不足和咬边等缺陷。所以,在本实验室前期研究的基础上,采用激光-MAG复合焊接工艺进行船用T型结构件的高效焊接,从焊接工艺角度研究角焊缝成形的规律,进而分析焊后接头的组织和力学性能,并进行焊接装备及工艺的示范应用。通过对激光-MAG复合表面堆焊过程的电弧形态和焊缝成形进行研究,发现激光能吸引、压缩电弧,稳定焊接过程,减小飞溅。同时,激光的加入使焊接热输入增加,搅拌熔池,促进了焊缝金属在母材上的铺展,抑制高速焊接时咬边缺陷产生的同时也增加熔深。对T型接头的MAG焊、双丝MAG焊和激光-MAG复合焊等焊接工艺进行对比,发现复合焊在不增加焊接电流的情况下,功率为1.5千瓦的激光就能使角焊缝的咬边临界焊接速度比单丝MAG焊提高1倍左右。详细分析复合焊主要工艺参数对角焊缝成形质量的影响后,发现光丝间距、电弧焊接电流和焊枪倾角对角焊缝的底板咬边影响显著,而焊丝偏移量是影响角焊缝肋板咬边最主要的工艺参数。在本试验条件下,1-2 mm的光丝间距、2 mm的焊丝偏移量、45°～500的焊枪倾角和330～340 A电弧焊接电流与1.5kW的激光复合可以最大限度的减小底板和筋板咬边倾向,提高焊接速度至1.5 m/min.对接头的组织观察和显微硬度测试表明,相比MAG焊接头,激光-MAG复合焊T型接头的组织得到细化,显微硬度值更高。力学性能测试发现两者的抗拉强度差异较小,但底板拉伸时复合焊接头比有咬边缺陷的MAG焊接头的塑性变形能力更强,塑性更佳。底板的轻微咬边对“筋板疲劳”性能的影响显著,而对“底板疲劳”性能影响不大。所以在“筋板疲劳”性能方面,激光-MAG复合焊T型接头具有明显优势。而在冲击性能方面,激光-MAG复合焊接接头也表现优异,接头的冲击功达到了母材的91.5%。最后,将改进后的激光-MAG复合自动焊接系统在船舶制造企业进行了示范应用。通过集激光-电弧复合技术、焊缝跟踪与识别技术和机器人自动控制系统于一体,复合自动焊接系统实现了曲面板与型材角焊缝在1～1.5 m/min焊速下的良好成形。