论文针对板式换热器铝合金支架制造中单独电弧焊接变形大、深宽比小和生产效率低等难题,充分利用激光-电弧复合焊接技术所具有的焊接变形小、深宽比大、焊接速度快等优点,结合激光-电弧复合焊接的优势,开展了一次性焊透10mm厚铝合金板的激光-电弧复合焊接方法。本文以板式换热器支架用5083铝合金为研究对象,采用YAG激光-MIG电弧复合热源对10mm厚铝合金板进行了平板堆焊和对接焊技术研究。主要研究了不同电弧能量对焊缝熔深、熔宽、气孔率以及熔滴过渡模式的试验的影响规律,从而获得了最优的平板堆焊试验参数。在此基础上,对坡口角度分别为20°、30°和40°,以及钝边高度分别为3 mm、4 mm和5 mm的Y形坡口试样进行了完全正交试验研究。利用X射线无损探伤、体式显微镜和金相显微镜分别对铝合金焊接接头试样的气孔分布、宏观形貌和微观组织进行了观察;同时采用显微硬度计、拉伸、弯曲和冲击试验机分别对铝合金焊接接头试样的拉伸强度、冲击韧性、弯曲性能和显微硬度进行了测试,从而获得了最佳的焊接坡口形式。研究结果表明,在铝合金平板堆焊中,当焊接电流为220A、电弧电压为21.2V、离焦量为-2mm、激光功率为3kW、焊接速度为1m/min、光丝距为3mm和焊枪保护气体流量为20L/min时,所获得的焊接接头的熔深和熔宽最大而气孔率最小。此外还发现,随电弧能量的增加,单个熔滴过渡时间都呈现下降趋势。在对接焊中,当坡口角度为20°,钝边为3mm时,焊缝中心冲击韧性和背弯曲性能均最优。当坡口角度为20°,钝边分别为4mm和5mm时,接头拉伸强度和熔合线冲击韧性依次最优。而接头气孔率最小和正弯曲性能最优则分别出现在了钝边为4mm,坡口角度分别为30°和40°时。研究表明,坡口尺寸对接头的显微硬度和微观组织无明显影响。