目前,激光填丝焊已广泛应用于工业生产中,然而,焊丝的送入过程对焊接过程的稳定性控制造成了较大的影响。一方面,激光热源的能量主要分为两部分,一部分用于形成熔池,另一部分用于熔化焊丝,而焊丝对于激光能量的反射会造成激光能量入射到熔池的不稳定性;另外,激光填丝焊过程中,焊丝需要直接的送入到激光束的下方位置,填丝位置位于匙孔上方,会对匙孔造成较大的冲击,甚至可能导致焊接过程中匙孔的塌陷,造成气孔等缺陷的形成。尤其是在进行铝合金的激光填丝焊时,焊丝对激光能量的反射率极大,以上问题尤为严重。为此,本课题针对铝合金激光焊方法提出了激光液态填充焊的概念,即采用微小电弧预熔化焊丝,使焊丝能够以液态的形式缓慢流入到熔池前端,在此过程中,激光束的能量只用于形成熔池。铝合金激光液态填充焊能够有效的提高焊接过程的稳定性,一方面,焊丝熔化的能量来源于电弧,而激光束的能量则仅用于熔化母材,提升了激光能量的利用率及稳定性;并且,液态的填材可以直接送入到距离匙孔较远的位置流入,避免了对于匙孔的直接冲击,从而提升了焊接过程中熔池及匙孔的稳定性。课题主要针对铝合金激光液态填充焊的填材过渡行为进行了研究,在进行液态填充焊试验时发现,铝合金激光液态填充焊的填材过渡过程主要可以分为液桥过渡以及滴状过渡两种典型的过渡模式,并针对其主要影响因素对过渡模式的影响进行了研究分析。铝合金激光液态填充焊液桥过渡模式相较于常规的激光填丝焊过程稳定性有着显著的提升,在一定的工艺范围内可以实现液态填材的稳定、连续过渡,焊接飞溅明显减小,并且焊缝的气孔率有着明显的下降;然而,液桥过渡模式的工艺区间较窄,要求精度较高,超出一定的工艺区间将会导致过程的不连续性,甚至无法进行焊接,并且,液桥过渡模式对于焊接过程的波动适应性较差,波动易导致过程中液桥的中断,降低焊接质量。相比于液桥过渡模式,滴状过渡模式则有着更宽的工艺区间,对于焊丝的送入精度要求不高,并且对于焊接过程中的适应性较强。然而,滴状过渡模式过渡过程不够稳定,导致焊缝成形质量下降,需要外力的促进作用才能保证溶滴连续、稳定的过渡。课题针对滴状过渡模式下的填材过渡特性进行了研究,认为熔滴过渡方向及过渡尺寸的控制是实现良好焊接的关键,相比前送丝,后送丝条件下熔滴直接过渡进入熔池,熔滴过渡的尺寸及周期较小,焊缝有所改善;课题还进行了基于Surface Evolver软件的数值模拟分析,探索了振动辅助滴状过渡试验的可行性。最后,针对铝合金径向振动辅助滴状过渡模式进行了物理模拟试验,分析统计了径向振动辅助条件下的熔滴过渡特性,对填材过渡过程的稳定性进行了观察与分析,并最终得到了成形良好、气孔率较低的焊缝。