根部驼峰缺陷是激光?MIG复合焊接（MIG焊，熔化极惰性气体保护焊）中常出现的焊接缺陷之一，因该缺陷出现在焊件背部，所以在焊接过程中不易被发现。为检测根部驼峰缺陷，采用高速摄像机捕捉焊接图像。对预处理后的图像进行阈值分割得到熔池轮廓图像，通过局部形态学处理进一步获取熔池二值化图像。提取二值化图像的四组归一化不变矩，并采用滑动均值法进行降噪处理，进而获得不变矩特征。建立动态调整学习率算法的一维卷积神经网络模型，以熔池尾部图像的四组归一化不变矩及其滑动均值作为输入。通过9150个连续焊缝样本检测值和实际值的比较，验证了该网络模型具有良好的检测能力。该方法可应用于封闭式的平板对接焊，通过采集激光?MIG复合焊接中焊件表面信号，对无法直接观察的背部驼峰缺陷进行检测。

采用ANSYS对中厚板铝合金的激光-MIG复合焊接过程进行数值模拟, 分析激光-MIG复合焊接过程中温度场、残余应力及焊接变形的分布情况。结果发现, 由于工件表面与内部的散热速度差异, 温度场呈现中间高、周围低、以焊缝为中轴线的椭圆形分布。随着焊接的进行, 工件的等效应力在不断增大, 焊接过程中工件两侧出现＞300 MPa的高应力区; 随着工件的冷却, 工件两侧刚性固定面的应力集中开始不断消退, 且高应力区在工件冷却后消失。工件完全冷却后, 高应力区域主要集中分布在焊缝周围, 最高值可达175 MPa, 工件两侧应力分布较为均匀, 在125~130 MPa范围内。焊后工件总变形呈现以焊缝为中轴线的椭圆形分布, 焊缝两侧单位变形量最高可达0.19, 焊缝部位单位变形量为0.09。

为研究激光功率对铝合金激光-MIG复合焊接过程稳定性的影响，采用高速摄像及NI USB-6251数据采集卡对复合焊接过程中电弧参数、熔滴过渡行为及飞溅产生行为进行了研究。结果表明：随着激光功率增大，电弧峰值电流减小，而峰值电压增大；在4 kW激光功率时，以射滴过渡为主，偶尔发生短路过渡情况，随激光功率小幅增加，短路过渡现象消失；当激光功率增大到5.5 kW时，稳定的一脉一滴过渡中出现了两脉一滴的过渡形式，降低了熔滴过渡稳定性。激光功率增大，金属蒸气对匙孔壁上液态金属剪切力也随之增强，导致匙孔壁上方飞溅产生次数增加。当激光功率为4~4.5 kW时，匙孔后壁飞溅产生次数明显多于匙孔前壁，但激光功率大于5 kW后，匙孔前后壁飞溅次数相当。最后，对匙孔前后壁熔池金属进行了受力分析，并总结了匙孔壁上方飞溅产生的机理。

针对钢/铝熔钎焊过程中焊接头金属间化合物(IMCs)厚度较厚、接头抗拉强度较低的问题，采用超声波辅助激光-MIG复合熔钎焊(MIG焊，熔化极惰性气体保护焊)的方法，获得了不同超声功率下的钢/铝熔钎焊接头。研究了超声波功率的变化对钢/铝熔钎焊接头的焊缝组织和界面IMCs的影响。结果表明，随着施加的超声功率的增加，超声对熔池的搅拌作用增强，焊缝晶粒明显细化。超声作用下熔池的最高温度降低，温度梯度减小，这使得焊接接头界面处的IMCs的厚度减小，并且FeAl₃相的含量降低；当超声功率增加到200～210 W时，IMCs中仅含Al₈Fe₂Si相。当功率为130～140 W时，去余高接头的抗拉强度可达172 MPa，相较于未施超声时增加了12%。

焊缝熔宽是评估焊接质量和焊接稳定性的重要指标。针对强噪声环境下的激光-MIG复合焊接过程，本文研究了基于反向传播(BP)神经网络补偿色噪声卡尔曼滤波算法的熔宽检测方法。首先建立激光-MIG复合焊缝熔宽检测系统的状态方程和测量方程，通过视觉传感和色噪声卡尔曼滤波算法对焊缝熔宽进行估计；然后采用高精度激光扫描仪对焊缝的三维轮廓进行扫描，根据二阶差分法获得焊缝轮廓宽度，并将其作为熔宽的真实值；接着将卡尔曼滤波增益、新息值和预测值与卡尔曼滤波最优估计之差作为输入，利用BP神经网络对熔宽的卡尔曼滤波最优估计进行补偿。结果表明：BP神经网络补偿测量色噪声卡尔曼滤波算法能够有效降低焊缝熔宽检测的误差。与单独使用卡尔曼滤波算法相比，BP神经网络补偿卡尔曼滤波算法具有更好的非线性映射能力，可以提高卡尔曼滤波焊缝熔宽检测的准确度。

采用激光-MIG复合焊接对轨道交通铝合金型材进行焊接研究，从焊接成形、气孔缺陷和熔池行为等方面研究了热源与焊接方向的夹角对于焊接特性的影响。结果表明，增大激光与焊接方向的夹角可使熔深、熔宽降低，当激光夹角从82.5°增加至110°时，熔深下降了50%，熔宽下降了25%，增大热源角度有利于焊缝中气孔逸出，当激光角度由82.5°增大至97.5°时，焊缝气孔率由3%下降至0%，增大电弧角度也有利于减少气孔。不同热源角度下熔滴过渡方式均为射滴过渡，增大激光和电弧与焊接方向的夹角会促使熔池变长。Fluent模拟结果说明热源夹角影响能量传播，增大激光角度会减弱能量向深度方向的传播，增大电弧角度会扩大其加热范围，进而增加熔池长度，提升熔池存在时间，有利于气孔排除。

在LabVIEW环境下设计了一套焊接过程监测系统，该系统可以采集激光-MIG复合焊接等离子体的光学信号以及焊接电流、电压这两种电信号，并以TDMS格式输出。焊接前使用最大类间方差法对焊丝与工件的图像进行二值化处理，然后对二值化图像使用形态学滤波器进行降噪滤波并细化，接着采用一种基于路径追踪的分叉去除算法去除细化结果中的分叉，最后使用HUBER线性拟合法确定激光束的入射位置。对焊接时的等离子体高速摄像照片进行图像处理，获得了激光在等离子体中的传输距离(DLTP)。将DLTP的计算值与实测值进行对比，可知所设计系统的计算准确度为96.5%。

铝合金具有密度低、比强度高、耐蚀性强和成型性好等优点, 已经成为高速列车车体轻量化制造的主要材料。激光-MIG复合焊接热输入低、焊接速度快、工艺稳定性高, 是高速列车铝合金车体低变形、高效率、高质量焊接的理想技术。针对高速列车用6 mm厚6082-T6铝合金开展激光-MIG复合焊接工艺特性研究, 系统研究复合焊接工艺参数对焊缝成形及内部气孔缺陷的影响规律, 分析接头的组织特征、硬度分布及力学性能。研究结果表明: 在获得全熔透接头条件下, 激光功率在较大的变化范围内均可获得无气孔缺陷的焊缝; MIG电流显著影响气孔缺陷的分布位置, 当MIG电流大于150 A时气孔缺陷主要分布在焊缝的熔合线附近; 气孔缺陷的含量及尺寸随着焊接速度的增加而显著增加; 热源间距为3 mm左右、保护气流量小于25 L·min-1时均有利于降低气孔缺陷含量。焊缝组织由等轴晶区、柱状晶区、半熔化区和过时效区组成, 电弧作用区的半熔化区和过时效区宽度均大于激光作用区。接头热影响区存在两处明显的软化区域, 分别位于熔合线附近和远离熔合线2~4 mm的区域。接头的平均抗拉强度为255.1 MPa, 达母材的82.3%, 试件断裂于热影响区, 断裂扩展路径基本与熔合线一致, 整体呈现韧性断裂特征。

采用激光-熔化极惰性气体保护(metal inert-gas, MIG)复合热源对厚度为6.9 mm的5A06铝合金开展焊接试验。分析不同焊接工艺参数下的焊缝宏观形貌, 研究了随温度梯度变化焊缝内微观组织的改变趋势, 解释了显微硬度的变化原因。研究结果表明：试验所采用的四组参数均可实现焊缝成型良好, 焊缝不存在未熔透、咬边等缺陷, 四组参数的深宽比均在1.5以上, 4号试样可达到2.04；此外, 随着焊接线能量的降低, 焊接接头的冷却速度加快, 焊缝中Mg2Al3等强化相含量相对增加, 从而导致沿垂直于焊缝中心线方向的焊缝显微硬度增加。

在铝合金激光-熔化极惰性气体(MIG)复合焊过程中,摆动激光的引入会增强熔滴过渡的稳定性,有效抑制焊接过程中的飞溅,改善焊缝下部激光作用区的成形,使得试板厚度方向上焊缝的尺寸均匀性增强,焊缝的气孔缺陷大大降低。当摆动圆形直径较小(为0.2 mm)时,焊缝气孔率约为2.4%,较常规复合焊(约为7.8%)明显降低。常规激光-电弧复合焊匙孔底部熔池存在明显向下流动的趋势并产生局部涡流,此时在底部聚集的气泡逸出难度较大,因此有较多的气孔残留在焊缝中。当采用较小摆动幅度的激光时,匙孔开口尺寸增大,稳定性增强,并且在匙孔中部有较强的向下的熔池流动,使得熔池底部的气泡快速逸出熔池。