题目：旋转双焦点激光-电弧复合焊接头的设计与工艺研究

本文主要针对激光-TIG复合焊接工艺，开发研制拥有自主知识产权的旋转双焦点激光-TIG复合焊接头。结合激光与电弧两者的优点进一步改善激光焊接的适应性，研究出合理的旋转双焦点激光复合焊接方法。推动激光-电弧复合焊接技术的发展达到一个新的水平。首先对旋转双焦点激光-TIG复合焊接机理进行深入探讨，并着重对气体保护模式及喷嘴结构进行了深入研究，自主设计了旋转双焦点激光-TIG多喷嘴复合焊接头。其次，以3mm厚的LF21铝合金为研究材料，运用本试验室开发的旋转双焦点激光-TIG多喷嘴复合焊接头进行了初步的工艺试验研究。利用SPSS软件系统分析了不同焊接工艺参数对旋转双焦点激光-TIG复合焊接过程及焊接质量的影响，并给出了数学模型。研究结果表明，激光功率对熔深有最显著的影响，焊接电流和焊接速度对焊缝熔宽影响效果显著，呈近似线性关系。焊接速度对熔宽的影响程度小于对熔深的影响程度。多喷嘴的引入使得焊接过程更加稳定，保护气流的抗外界干扰能力显著增强，如果气流参数选择合适，可以获得良好的焊接效果。由于受到旋转激光头强烈的搅拌作用和高温加热作用，焊缝区组织发生完全再结晶，由母材原始的带状轧制组织变为细小的等轴晶，改善了焊缝的机械性能。在此研究的基础上，面对快速、复杂、多维、多参数的激光复合焊过程，本文对焊接过程监控系统做了进一步研究。将信息融合技术与焊接过程监控相结合，针对不同的焊接过程和要求，改进了多传感器信息融合算法，给出了 Matlab仿真结果。通过反馈控制，调节焊接工艺参数，可实现高质量的自动化激光-电弧复合焊接，保证焊接熔深和熔宽均匀。