激光+电弧复合热源焊接技术相比于单激光和单电弧焊接具有焊接速度高、能量利用率高、工装精度要求低及热穿透能力强等优点,因此受到人们的广泛关注。然而,目前对于该技术的研究多集中于工艺方面,对其机制的研究还鲜见报到。因此,本文从电场作用角度出发研究在激光+电弧复合焊接过程中激光和电弧等离子体的相互作用,将外加电场引入激光+TIG电弧复合热源焊接过程,研究了外加电场对单激光焊接、单TIG焊接及激光+TIG复合焊接过程的影响,分析了外加电场对激光焊接、TIG焊接及复合焊接的影响机制；在此基础上,结合电磁学理论进一步分析了无外加电场时,激光+TIG电弧复合焊接中电弧电场对激光和电弧等离子体的相互作用的影响机理。1.研究了外加电场对TIG焊接、低功率YAG激光焊接及其复合焊接熔深与表面形貌影响,结果表明：外加电场对直流TIG焊接、低功率YAG激光及其复合焊接的焊缝表面相貌几乎没有影响。外加电场对直流TIG电弧焊接熔深无影响。外加电场可以增加激光焊接熔深,且外加电场强度越大,熔深增加越显著；相同电场强度下,激光功率越大,熔深增加越大。外加电场能否增加复合焊接熔深取决于给定的焊接参数,适当的实验参数时,外加电场可以增加激光+TIG复合热源焊接熔深,此时电场强度越大,熔深提高越显著。2.通过焊接等离子体形态的观察以及等离子体光谱信息的采集,研究了外加电场对TIG焊接、低功率YAG激光焊接及其复合焊接等离子体形态的影响。结果表明,外加电场对直流TIG电弧等离子体无影响,对激光光致等离子体的作用效果显著。电场作用下激光光致等离子体亮度增加,体积增大,挺度增强,且电场强度越大,等离子体变化越明显。而对于激光+TIG复合热源焊接,电场加入后等离子体形态是否发生变化取决于焊接参数。当焊接参数为电场作用下熔深增大时,等离子体在电场作用下才会亮度增加、挺度增强。外加电场不会影响复合热源焊接等离子体中发光粒子的种类,但是当实验参数可以使电场作用下复合焊接熔深增加时,Mg原子谱线强度在外加电场作用下提高。此时,电弧等离子体电子温度降低,电子密度提高。3.分析了外加电场对TIG焊接、激光焊接和复合焊接的作用机制,以及复合焊接过程中电弧电场的作用。结果表明,外加电场作用的本质是对焊接等离子体中带电粒子的作用。由于TIG焊机保证恒流输出的自调节功能,外加电场很难影响TIG电弧的放电状态。外加电场下单激光焊熔深增加是由于激光“匙孔”等离子体中的电子在外加电场中被加速,电子从电场中获取额外的能量传递给板材所致。而对于激光+TIG复合热源焊接,在某些焊接参数下,电弧等离子体与“匙孔”等离子体相连,此时外加电场对“匙孔”等离子体几乎没有作用；而电弧等离子体与“匙孔”等离子体分离时,外加电场对“匙孔”等离子体产生作用,因此外加电场对复合焊接的作用取决于激光“匙孔”等离子体与TIG电弧等离子体之间的相互作用关系。对于无外加电场作用下的低功率YAG激光+TIG电弧复合热源焊接,适当参数下激光“匙孔”中的带电粒子(离子和电子)同样能够从电弧电场中获得额外的能量,从而增加焊接熔深,提高焊接效率。