激光电弧复合焊接由于二者耦合的参数较多,为了得到优良的焊缝形貌通常需要进行大量的参数优化工作才能得到一个相对稳定的工艺参数窗口。为了缩短实验周期同时找到非稳定状态产生的内在机理,采用实验设计方法研究了光丝间距、焊接电压、激光功率对激光+脉冲熔化极气体保护焊(GMAW)复合焊接表面成形及过程稳定性的影响。通过高速摄影和电信号系统对影响成形规律差异性的原因进行了解释说明。研究结果显示,较高的电压和较小的光丝间距会导致焊接过程不稳定,造成这一现象的原因是熔滴受力模式和大小发生变化最终导致熔滴落点脱离焊枪移动方向。

激光诱导的羽辉对高功率光纤激光焊接过程具有重大影响。采用IPG YLS-6000光纤激光器和Fronius MagicWave3000job数字化焊机进行了高功率光纤激光-非熔化极气体保护焊(TIG)复合焊接实验；通过高速摄像记录焊接过程中羽辉和等离子体的形态，并利用体视显微镜观测焊缝的熔深和熔宽。研究了TIG电弧对高功率光纤激光焊接羽辉影响的基本规律，并分析了产生这种影响的主要机制。结果表明，高功率光纤激光-TIG复合焊接熔深比单光纤激光焊接显著提高约20%，且基本不受电流大小的影响，焊接熔宽随电弧电流的增加逐渐增大；在一定热源间距范围，复合焊接熔深和熔宽对其变化不敏感。电弧对羽辉的作用机制主要表现为高温的电弧能够气化羽辉中的微粒，从而显著削弱羽辉对激光的影响。

对激光电弧复合焊接的稳弧机理始终存在不同的观点。通过高速摄像机和光谱分析仪对比研究了激光与电弧复合前后电弧形态发生的变化。研究发现复合后电弧呈现一种全新的形态，具有两个独立的导电通道，这种现象被称为“双重导电机制”。这种机制对维持电弧稳定和保证焊缝成型良好具有非常重要的意义，正是激光电弧复合焊接高速焊接过程中稳弧的关键所在。研究还发现“双重导电机制”的建立过程存在时间顺序，辅助导电通道首先是从激光小孔周围建立起来，然后逐渐扩展到整个电弧区域。各种焊接参数对“双重导电机制”也存在明显的影响。