复杂内流道构件为具有复杂密集内通道的薄壁夹层结构。由于构件蒙皮呈三维结构及薄壁特征,无法实现一体化制造和无缝对接,导致在利用激光对接焊接工艺进行其外蒙皮拼接焊接时,易产生焊缝咬边、背部凸起及背部飞溅等缺陷,降低焊缝机械性能,污染并堵塞内部通道。因此,亟需开发一种薄板对接焊接新工艺,在保证焊接质量的基础上,实现焊接净成形,以满足复杂内流道构件蒙皮拼焊的工艺需求。通过分析可知,对接间隙的存在以及较小的激光光斑是引起上述缺陷的重要原因。鉴于此,本文提出一种GH3128薄板对接双光束激光-TIG复合焊接工艺,并在一定间隙冗余度(间隙不大于板厚的0.2倍)条件下进行试验,系统地研究了焊接工艺参数(激光功率、电弧电流、焊接速度、热源间距、焦斑间距)对焊缝成形尤其是焊缝背部成形及背部飞溅的影响规律,并对焊缝净成形机理进行了相关研究和分析。焊接工艺试验结果表明:焊缝表面熔宽与电弧电流呈正相关,与焊接速度呈负相关,与激光功率、热源间距及焦斑间距关系不大;焊缝背部飞溅、背部凸起及熔宽变化同激光功率呈正相关,与焊接速度及焦斑间距呈负相关;随着电弧电流的增加,焊缝背部凸起及熔宽变化呈先不变后增加的趋势,背部飞溅呈现先减少后增加的趋势;随着热源间距的增加,焊缝背部熔宽、背部凸起及飞溅均呈现先减小后不变的趋势。由上述试验结果可知,激光功率、电弧电流、焊接速度、热源间距以及焦斑间距等焊接工艺参数对焊缝成形具有极为重要的影响。在工艺试验的基础上,通过优化焊接工艺参数,最终获得了双面成形良好、背部净成形的对接焊缝,并对优化参数下的焊缝的力学性能进行了研究。结果表明:焊缝的显微硬度略低于母材;焊缝接头拉伸强度可达到母材的90%,断口形貌显示为韧性断裂。上述试验结果说明优化工艺参数下焊接接头的组织和力学性能可满足复杂内流道构件蒙皮对接焊接的成形要求。本文通过设计试验,借助高速摄像研究焊接过程中激光与电弧的相互作用及焊接熔池行为,分析了薄板对接焊接净成形机理。研究发现:双光束激光热源在前起到桥接熔池的作用,电弧热源在后起到调控熔池及整形焊缝的作用,两种热源复合作用,保证了焊缝良好成形;激光穿透行为是引起背部飞溅的主要原因,控制激光能量输入,使得激光能量不足以完全穿透焊缝,即可消除背部飞溅,实现焊缝净成形。最后,通过2 mm薄板对接焊接试验(间隙条件下),进一步验证了双光束激光-TIG复合焊接工艺可以通过增加熔池体量,优化激光与电弧能量匹配关系,实现对接焊接(间隙条件下)的焊缝净成形。