激光焊接在铝合金加工中的应用

此篇文章简要说明铝合金的应用特性及焊接特性，从焊接准备，加焊缝保护气，采用双光斑激光焊，激光填丝焊或激光-MIG复合焊，工艺参数调节等方面说明铝合金激光焊的质量保障方法，工业生产中还可以借助现有的高端激光头来稳定焊接质量。

  1、铝合金应用特性

  铝合金因材质轻，耐腐蚀，低温性能和机械综合性能好而广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业等众多领域。随着近年国家对节能经济的追求，铝合金的需要又上了一个台阶。目前，汽车行业中适用铝合金主要有Al-Mg(5000系列)、Al-Mg-Si(6000系列)及Al-Mg-Zn(7000系列)三大系列，汽车外壳多用耐蚀可焊的5000系合金，而梁柱等强度要求较高的部位则用6000系或7000系合金。研究表明，采用铝合金材料适当减轻汽车的重量可以把油耗降低37%；悬挂装置的负荷降低18%；振动强度降低5%。在各大汽车厂加大对铝合金加工研发与制造投入的同时，铝合金的焊接又成为一个不得不解决好的基础问题。

  2、铝合金的焊接特性

  目前，主要采用TIG焊、MIG焊等常规方法来焊接铝合金。采用常规方法焊接，热输入量大导致焊缝宽大且熔深较浅，铝合金导热快，冶金时高温溶解大量的氢来不及溢出产生氢气孔(溶入熔池中的氢析出形成的气孔，称为冶金气孔；未完全熔化的氧化膜中的水分因受热分解析出氢形成的气孔，称为氧化膜气孔)；由于冶金速度快焊缝金属晶粒粗大，焊接接头软化可使强度减少达到40%；铝合金熔点低而导热快，熔融金属流动性差而使焊缝成型不美观；受热面积大，加工材料容易变形而影响加工尺寸精度。铝合金常规焊接质量难以保障，且焊接速度难以满足批量生产要求。