1。2 铝合金焊接现状及存在问题

1。3 焊接方法

1。3。1 激光焊

有激光器发射高能量密度的激光光束照射到焊件表面，对焊件进行加热，焊件熔化并形成熔池，熔池内的液态金属降温冷却，使焊件相连的焊接方法称为激光焊[21]。激光光束作为激光焊接中最重要的组成，主要可以分为两类，即CO2激光和Nd ：YAG激光。虽然这两种激光都是不可见的红外光，但是却又并不相同，Nd ：YAG激光产生的光束主要是近红外光，而CO2激光的光束为远红外光。焊件表面对激光光束的反射和吸收，就是光波的电磁场与材料中的带电粒子相互作用的结果。大部分金属对远红外光的反射率远远低于近红外光。激光焊优势明显，激光束在材料表面聚焦成一个直径很小的斑点，有利于能量的集中和材料对于能量的吸收，因此激光焊能量密度高，焊接速度快，焊接热影响区小。激光焊接技术在时代的推动下快速发展，相应的激光焊接的应用也逐步扩展到现代工业的各个层面 [22]。

（1）工艺参数对激光焊的影响

1）激光功率

在其他工艺参数不变的情况下，激光功率的不同影响着功率密度的大小。而根据激光功率密度的大小，可以把激光焊分为传导焊、深熔焊。当功率密度小于105W/cm2时，称为传导焊，而当功率密度大于 105W/cm2，称为深熔焊。传导焊时，功率密度较小，激光照射在熔池上，但是熔池依然处于无空隙状态，焊接过程较为稳定。而深熔焊时，功率密度很大，焊件表面在激光的作用下快速升温，发生熔化和气化，金属蒸汽从熔池中逃逸而出的同时，对激光光束下的熔池产生一个反作用力，促使熔池表面形成凹陷。由于功率密度很大，激光的高能量持续作用，使得金属气化更加严重，从而导致凹陷逐渐加大，与此同时，金属蒸汽还将熔池中凹陷四周的液态金属向中间凹陷挤压，最终就会在熔池形成以个细长的小孔。当达到某一平衡条件下，即重力与金属蒸汽的反作用力相等时，小孔就不再进一步的深化。一般来说，激光的功率越高，焊缝熔深越深。文献综述

             传导焊模式                         深熔焊模式

                         图1-1  激光焊模式

2）焊接速度

焊接速度是指焊件与激光光束相对移动的速度。激光焊接速度对焊缝熔深也有影响。一般说，在其它工艺参数不变的前提条件下，焊接速度越大，焊件表面被加热的时间越短，焊接效率越高，从而导致熔深越小。即焊接速度过快会造成未焊透、气孔等焊接缺陷。但是也不是焊接速度越低越好，焊接速度过低，则焊件表面加热的时间相对变大，造成过度加热，容易焊透焊件，同时形成的焊缝熔宽过大，热裂纹倾向增加。由此可见，过高或者过低的焊接速度都不利于优良焊缝的形成，这就要求我们在进行激光焊接操作时，要选择合适的焊接速度，这样才能得到表面成型美观，质量良好的焊缝。

3）离焦量

离焦量是指激光光束焦点位置距焊件表面的距离。离焦量是激光焊最关键的工艺参数之一，离焦量的大小决定了激光加热光斑的直径大小。在其他焊接参数激光功率和焊接速度保持一定不变下，离焦量只有相对的处于一个比较合适的范围内，我们才能获得符合要求的熔深和优良的焊缝质量。根据焦点的位置，分为正离焦和负离焦，当正负离焦绝对值相等时，理论上其能量密度相等。所谓的正离焦，顾名思义即激光束聚焦点聚焦在工件的上方，相应的，负离焦就是焦点聚焦在焊件内部。激光焊接时，焊接参数为负离焦量时，可以获得更大的熔深，因此相应的，采用负离焦焊接厚板。