目前，竞争激烈的汽车市场对速度有着迫切的需求。就消费者而言，他们更关注马力。然而，在制造业中，速度是生产和生产力的全部。美国汽车制造商正逐渐失去市场份额，原因有很多，包括车身设计、认知质量和拥有成本。虽然关于车身设计的讨论不在本文考虑之列，但提高质量和生产率的策略是讨论的重点。这两者都可以通过激光焊接和传统GMAW相结合的复合加工技术来实现。激光参数，如波长、光束质量、光斑尺寸、功率密度、焦深、光束定位等。对成功焊接至关重要。其他参数包括GMAW能源的常规补充和脉冲传输、GMAW焊丝的定位、接触角和焊丝的化学性质。此外，基材的氧化表面、对接接头的设计、焊缝的宽度、保护气体的类型和流速也影响复合焊接工艺的质量和性能。下面将详细描述气体选择对许多方面的影响，包括激光束相互作用、保护效率、焊道性能以及用于传输标准气体混合物和流速的设备。混合激光加工技术将二次能源结合到焊接熔池区域。混合加工技术使激光焊接混凝土的优势。这些优点包括焊接速度的提高、热影响区的限制、焊缝的变窄和优良的焊缝形状。GMAW作为二次能源，提高了整体加工能效，降低了设备成本，同时提高了焊接间隙的能力。此外，它降低了冷却速率，提高了铝的能量耦合效率。其次，虽然设备更加复杂，但通过减小焊接所需的谐振腔尺寸，降低了GMAW的供电成本，从而降低了整机成本。根据期望的结果，GMAW焊丝进给位置可以在激光束之前或之后确定。采用拖尾式GMAW送丝方式可以获得更高的焊接速度。GMAW焊丝被送入激光产生的熔池中，减少了熔化焊丝所需的二次能量。此外，当填充焊丝到达尾部时，GMAW的电弧产生等离子体，使基材蒸发，从而在焊接熔池的前沿产生凹陷。熔焊池中的这个凹槽减少了激光束必须穿透的总深度，从而提高了穿透性能。已经很好地证明，从小孔或焊接区域排出的蒸汽颗粒会导致激光束的衰减(散射和吸收)，从而降低与基底材料耦合的光束能量。1激光束的散射和吸收降低了焊接速度和深度。胶层决定了颗粒越大，衰减效应越严重。氦气保护气体带来最小的平均蒸汽颗粒尺寸。这表明对于CO2或YAG激光焊接，纯氦是控制颗粒尺寸的最佳选择。我们必须承认，氦的电离率比氩高，等离子体形成电压比氩低，但分子量更小。因此，氦保护气体需要大的流量，以确保激光束路径上的金属蒸汽的有效排出。因为氦气的单位成本比氩气高，所以增加了焊接过程中每英尺的平均成本。为了优化保护气体以抑制等离子体、排出蒸汽颗粒并降低单位成本，我们考虑使用高达40-50%的氩气混合物。比重越高，混合气体排出蒸汽颗粒所需的流量越小。混合气体还在焊接熔池凝固过程中提供了更长的惰性气氛，从而使焊接速度更快。它还减少了截留气体的量，从而降低了由于多孔性造成的浪费率。其次，固化速率的降低促进了晶粒的长大和内应力的降低，从而提高了疲劳强度。
由于GMAW填充金属的加入导致焊接表面宽度的增加，由高纵横比(焊缝深度/宽度)和随后的应力引起的焊接裂纹几乎被消除。在混合气体中加入少量的二氧化碳和/或氧气，或者作为GMAW过程中的二次保护气体，可以进一步改善焊缝的性能。氦氩混合气体容易产生较高的电弧电压，相应的焊道形状较宽，电弧稳定性较高。因此，可以添加3-10%的二氧化碳来稳定地转移和收缩电弧。在某些情况下，可以添加1-5%的氧气，以实现高质量的电弧稳定性和焊接边缘的更好连接(润湿)。与二氧化碳混合气体相比，氧气由于其较低的电离率和较高的热导率，容易提供宽且浅的穿透分布。在最终确定了所需质量和生产率标准的混合气体之后，还需要考虑如何经济地将它们运输到使用地点。用户可以通过在生产现场混合这些保护气体来利用低成本的液态氩供应。为什么不用预混高压氦气瓶的价格来支付氩气、二氧化碳或氧气？氩可以用液氩瓶经济地运输，满足每月高达35000立方英尺的用量，相当于每月87500立方英尺的混合气体用量。如果氩气的月消耗量较大，可以采用批量供应来优化成本水平。在分析中，还应考虑灌装损耗、每月设备成本、批量供应的合同约束、运费等因素。另一方面，氦气通常由高压管道拖车或气瓶组供应。现场混合需要一个混合系统，可以从0-100%精确调节微小组分。可以通过在混合器的出口放置一个分析仪来监控整个质量系统。一旦混合比超出误差范围，就会报警。现有的软件和报警系统可以将这些信息传输到台式电脑，或者通过传真或电子邮件发送到更远的地方。混合激光气体输送系统的合理设计使用户获得更高的焊接速度和相应的更高的生产率。注意保护气体的种类、流量、冲击角度等参数，会提高焊接质量，降低光束的吸收和散射效应。不断发展辅助焊接技术，将GMAW和激光技术等一些方法结合起来，让用户充分发挥两种技术的优势，从中受益。
