本课题以铝合金为工件极，将激光与氩气保护下TIG电弧复合热源为研究对象，借助于先进的光谱测试设备，以电子密度诊断为研究的切入点，探究激光与电弧相互复合时电弧空间状态参数的变化与特征。以此，揭示复合焊接物理参数的变化与其物理本质的联系，并发现其相互作用的微观机理，从而能够指导激光-TIG电弧复合焊接工艺。　　 根据光谱分析原理，对激光作用工件产生的金属等离子体和保护气体氩电弧等离子体的电子密度、重粒子温度在时间、空间状态特征参量方面进行了对比和分析，实现了对激光-TIG电弧复合焊接热源等离子体特征的定量表达。　　 通过光谱分析法，对激光辅助引燃TIG电弧的机理进行了研究。对激光辅助引弧的各个阶段电子密度随时间变化的经历进行了观测，以及不同元素对电子贡献的参与程度。指出了在引弧初期以金属成分为主的等离子体迅速向保护气体氩等离子体为主导的电弧热电离的转变过程。　　 对脉冲激光与TIG电弧复合过程的光谱特征进行了研究。实现了对脉冲激光与工件作用后具有较长时间历程电子涨落过程的定量表达，并由此证实金属等离子体的时间特征以及与保护气体氩等离子体之间在电弧空间的弱相关性。　　 通过研究连续激光与不同输出方式电弧复合过程中，金属等离子体电子密度的变化规律，从微观上描述了形成稳定会属等离子体的物理过程。论文对直流、方波交流和直流脉冲等不同TIG电弧与激光复合进行了观测，指出了直流脉冲基值时段金属等离子体电子密度的上升是两种热源复合的一种优化状态，在应用意义上是激光-TIG电弧热源深熔焊接方式的表征。　　 研究结果表明，由激光激发的金属等离子体与保护气体电弧等离子体具有不同的物理属性。两种等离子体虽然没有构成热力学意义上的“复合”，但金属等离子体有助于气体的电离；而电弧的参与有利于对金属等离子体电子密度的“稀释”由此提高了金属材料对激光能量的吸收率。　　 激光-TIG电弧复合的这两个特征在本文的工作中得到了定量的解释和实验的验证。实验表明，在激光-TIG电弧复合过程中，能有效、稳定地形成深熔焊的复合方式为激光+直流脉冲TIG电弧。此时，从光谱信息来看，金属等离子体保持适当的电子密度，使金属熔池能够持续稳定的吸收激光能量，从而实现深熔焊。从实际的焊缝形貌看，焊缝窄而深，表现为典型的深熔焊。　　 本文的研究实现了对激光-TIG电弧复合焊接热源微观特征的定量表述、对比和分析，增强了激光-电弧焊接复合热源的物理基础，同时对丰富激光-TIG电弧复合焊接的工艺理论具有一定的指导作用。