随着世界各国加工制造业和工程建设的不断发展,现代焊接技术正逐步向以节能、高效、优质为主要特征和要求的方向发展,这使得降低焊接能耗、提高焊接效率成为目前焊接领域亟待解决的重要问题之一。以低能耗、高效率为主要特征的低功率激光-电弧复合热源焊接技术在此背景下应运而生,本论文围绕低功率脉冲激光诱导电弧复合热、源焊接技术开展研究,总结了工艺参数与激光对电弧的诱导效率(相同激光功率和电弧电流参数的前提下,不同诱导过程中焊缝熔化深度的比值)之间的规律,通过对复合焊接过程中的现象进行分析,探讨了复合焊接低能耗高效率的物理本质,对比了复合焊接与其他焊接方法在能耗和效率方面的优势,开发特殊结构件及特殊板材的低能耗激光-电弧复合热源焊接工艺,拓宽复合焊接的应用范围。本文主要研究内容和结论如下：(1)激光诱导电弧现象分析。本部分在激光输出功率和电弧电流固定的前提下综合考察了热源位置和激光脉冲参数对热源诱导效率的影响规律,结果表明：在L-T(激光引导电弧)复合焊接过程中,激光对电弧的诱导效率随着Dla(激光与电弧的热源间距)的减小而提高,激光对电弧的诱导作用主要是稳定电弧,使得在高速焊接过程中依然能获得稳定的焊缝,适用于高速焊接；在T-L(电弧引导激光)复合焊接过程中,激光对电弧的诱导效率随着Dla的增加呈现出先增加后减小的趋势,诱导效率最大时Dla的取值随着电弧电流的增加而增大,激光对电弧的诱导作用主要是压缩电弧,增大诱导效率,使得相同电弧电流和激光功率条件下可以实现更厚板材的全熔透焊接,适用于深熔焊接；激光诱导电弧中,适当地降低激光脉冲宽度和脉冲频率,增大脉冲激发电流有利于诱导效率的提高；焊接过程中等离子体形态变化可以直观反映出热源诱导效率的变化。(2)激光诱导电弧机制分析。采用理论计算的方法对实现激光对电弧最大诱导效率参数条件下电弧等离子体的弧柱附加压力、电子动能以及等离子体弛豫时间进行了计算,结果表明：激光脉冲作用期间,电弧弧柱附加压力增大了5.2倍,电子动能增加了27.5%,能量密度也获得提高,三者的共同作用促使焊接能耗的降低和焊接效率的提高；激光脉冲作用之后,等离子体发生了弛豫现象,本实验过程中计算的弛豫时间约为7.5ms,而实际过程中弛豫时间约为8.0 ms,计算结果与实际结果比较吻合,弛豫过程在时间尺度上增强了激光对电弧的诱导作用效果；维持激光“匙孔”存在的主要作用力是蒸汽反冲压力,激光与交流电弧波峰相匹配时电弧电场方向由钨电极指向母材表面,等离子体内能量传递的电子由“匙孔”中部向“匙孔”底部以及侧壁方向运动,大量的携带高能量的电子把自身能量传递给“匙孔”底部及侧壁的液态金属,从而促使母材不断的蒸发、汽化或者电离,这相当于延长了蒸汽反冲压力的持续时间,从而导致“匙孔”维持开口状态的时间较长；“匙孔”与等离子体之间存在相互促进的作用,激光“匙孔”的开口状态与等离子体的形成之间存在着相互促进的作用,等离子体状态的变化与“匙孔”行为密切相关。(3)激光诱导电弧作用效果分析。采用电弧焊接、激光焊接和激光诱导电弧复合焊接三种方法实现了相同尺寸板材均匀全熔透的焊接效果,计算并对比了不同焊接方法在焊接能耗和焊接效率方面的差异,结果表明：激光对电弧的诱导作用显著提高了焊接效率、降低了焊接能耗；复合焊接的效率达到单独激光焊接效率的7.14倍和单独电弧焊接效率的4.29倍,能耗仅为激光焊接能耗的22.23%和电弧焊接能耗的63.85%,真正实现了低能耗、高效率的目标。(4)激光诱导电弧的应用及新工艺开发。在理论分析的指导下开发了低能耗激光-电弧复合焊接T形结构件焊接工艺和平板对接单面焊双面自由成形焊接工艺,结果表明：复合焊接实现了1.4 mm厚镁合金薄板T形结构件的优质连接,筋板与壁板连接的两侧焊角处均实现均匀的圆滑过度,焊缝余高控制在合理的尺寸范围内,接头剪切强度达到母材的89%；低能耗激光-电弧复合焊接技术对于1.4 mm厚钛合金T形结构件亦具有很强的适应性；通过激光对电弧的诱导作用提高了热源的能量密度,采用该工艺实现了2.5mm厚钛合金板材的单面焊双面自由成形,焊缝正面形成带有均匀细密鱼鳞纹的余高,没有产生宏观气孔、咬边等焊接缺陷,焊缝背面熔透程度适中、均匀连续,接头的性能达到或超过母材。