目前競爭激烈的汽車市場中有著對速度的急切需求。而從消費者方面來說，他們更為關(guān)心的是馬力。然而，在制造業(yè)中，速度就是生產(chǎn)量和生產(chǎn)率的全部。美國汽車制造商們由于眾多的原因，包括了車身設計，認知品質(zhì)還有擁有成本等，正在逐步失去其市場份額。
雖然關(guān)于車身設計的討論并不在本文的考慮范圍內(nèi)，然而，提高質(zhì)量和生產(chǎn)率的策略卻是討論的重點。這兩者都能通過混合加工技術(shù)來實現(xiàn)，這項技術(shù)將激光焊接與傳統(tǒng)金屬極氣體電弧焊(GMAW)結(jié)合起來進行焊接。
激光參數(shù)，比如波長，光束質(zhì)量，光斑大小，功率密度，焦深，以及光束定位等等，對于成功進行焊接都是十分關(guān)鍵的。其他參數(shù)還包括對GMAW能量源的常規(guī)補充和脈沖傳遞，GMAW金屬絲的定位，接觸的角度，以及金屬線的化學性質(zhì)。此外，基底材料氧化物表面情況，對接處的設計，焊縫寬度以及保護氣體類型和流量也給混合焊接工藝的質(zhì)量和性能帶來了影響。
下面將詳細的介紹氣體的選擇對許多方面的影響，這些方面包括了激光光束相互作用，防護效率，焊珠性能，以及用來傳輸標準的氣體混合物和流量的設備。
混合的激光加工技術(shù)將一個二級能源合并到焊接池區(qū)域。混合加工技術(shù)使得激光焊接的優(yōu)勢得到具體化，這些優(yōu)勢包括了焊接速度得到提高，熱影響區(qū)域受到限制，焊接的接縫變窄同時具有精良的焊道外形。GMAW作為二次能源，它提高了總體的加工能量效率，降低了裝備成本的同時還提高了焊接縫隙的能力，此外，它降低了冷卻速率，同時改善了鋁的能量耦合效率。
其次，盡管設備更加復雜，但是通過減小進行焊接所需要的諧振腔的尺寸，GMAW的供能成本就降低了，從而降低了整個機器的成本。根據(jù)所要的結(jié)果可以決定GMAW焊絲進給位置在激光光束之前或之后。利用拖尾式的GMAW焊絲進給方式可以實現(xiàn)較高的焊接速度。GMAW焊絲被送入激光產(chǎn)生的熔融焊池中，這樣熔融焊絲所需要加入的二次能量就降低了。
此外，當填充焊絲到達尾部時，GMAW的電弧產(chǎn)生等離子體，蒸發(fā)了基底材料，從而在焊接池的前邊緣處產(chǎn)生了凹陷。在熔融的焊接池內(nèi)的此凹陷降低了激光光束必須穿透的總深度，從而改善了穿透性能。已有資料很好的證明了，從匙孔或者焊接區(qū)域排出的蒸汽粒子會導致激光光束的衰減(散射和吸收)，從而降低與基底材料耦合的光束能量。1激光光束的散射和吸收降低了焊接的速度和深度。2膠層決定了粒子越大，衰減效應就越嚴重。
氦保護氣體帶來最小的平均蒸汽粒子大小。這說明了對CO2或YAG激光焊接來說，純氦是控制粒子大小的最佳選擇。我們必須承認，氦氣與氬氣相比，確實有比較高的電離率和較低的等離子體形成電壓，但是它的分子重量較小。因此，氦保護氣需要較大的流速，以保證有效的將激光光束路徑上的金屬蒸汽排出。由于氦氣的單位成本高于氬氣，因此，這就增加了焊接過程中平均每英尺成本。
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