1。4 铝合金焊接方法

1。4。1  纯激光焊接铝合金

激光焊属于高能束焊接方法之一，它的激光束能量密度高出电弧好几个数量级， 因此焊接熔深大，焊接效率高。同时，由于激光光斑直径小，能量可精确控制，形成 的焊缝深宽比较大，热影响区小，焊后变形小，晶粒不易长大，接头力学性能好。另 外，一般激光器都是与机器人手臂配合使用，从而更易实现焊接自动化[19]。激光焊接 系统如图 1-2 所示。

图 1-2 激光焊接系统

然而，单纯的激光焊有一定的缺点：激光束的穿透深度受光束质量和激光功率的 影响；功率高光束质量好的激光器购买和试验成本高；在焊接过程激光会被等离子体 吸收和反射，能量的利用率降低，焊接过程的稳定性下降；在激光焊过程中，熔池快 速熔化快速凝固，很容易产生气孔、冷裂纹，同时易产生合金元素偏析，导致热裂纹； 当焊接材料非常薄时，焊接热输入量影响很大，难以控制，很容易造成塌陷、烧穿。

近年来，高功率光纤激光器发展迅猛，人们发明出输出功率更高，光束质量更好， 能产生超高功率密度的聚焦光斑的激光器。由于是采用光纤传输，所以柔性更高，接 头质量一致性好[20]。

但是激光焊接铝合金存在一些问题：

（1）当激光功率不够高，铝板材还未熔化时，在铝合金焊缝上方会形成等离子 云，对激光束具有极高的反射率，这样不仅效率低，而且还会损坏激光头；

（2）激光焊接的速度比传统电弧焊快，气体来不及逸出，容易产生气孔；

（3）高强铝合金一般添加镁、锌等沸点低的合金元素，激光焊接时更容易蒸发、 烧损，从而焊缝易出现下凹、咬边等缺陷；

（4）高强铝合金接头在快速冷却过程中，极易产生热裂纹；来:自[优.尔]论,文-网www.chuibin.com +QQ752018766-

（5）激光焊接装配要求很高，间隙与错边量要求小于或等于板厚，实际应用中 需要设计精密的夹具，难以实现；

（6）现如今，激光焊接铝合金只试用少数几种防锈铝，大部分铝合不适合用激 光自熔焊。

1。4。2 纯电弧焊接铝合金

最常用的铝合金电弧焊方法主要有两种，即钨极惰性气体保护焊和熔化极惰性气 体保护焊。熔化极惰性气体保护焊（MIG），是采用熔化极焊丝作为电弧的一极，从 焊枪喷嘴中流出惰性气体对焊接区以及电弧进行保护，熔化金属从焊丝末端滴落并且 过渡到熔池中，与熔化的母材共同形成焊缝，其原理如图 1-3 所示。

MIG 与焊条电弧焊、二氧化碳气保护焊以及埋弧焊相比，它可以焊几乎所有金 属。与钨极惰性气体保护焊相比，焊接电流大，焊丝熔化速度快，熔敷效率高，焊缝 熔深大，焊后变形小，生产效率高。与二氧化碳气保护焊相比，MIG 电弧更加稳定， 熔滴过度平稳，几乎无飞溅产生，熔透也较深。MIG 焊直流反接，有良好的阴极清 理作用，可以将铝表面的氧化膜去除。MIG 的特性使得其能实现同样成分的焊丝焊 接母材，提高焊缝质量。但是，MIG 也有缺点，其生产效率不如二氧化碳气保护焊； 准备工作要求严格，焊前需要对焊材和焊接区进行清理；当焊接厚板时，封底焊焊缝 成形不如钨极惰性气体保护焊。