傳統鋁合金焊接一般采用TIG焊或MIG焊接工藝，但主要問題是焊接過程中熱輸入大，使鋁合金板變形大，焊接速度慢，生產效率低。由于焊接變形大，后續的矯正工作往往浪費大量時間，增加制造成本，影響生產效率和制造質量。激光焊接具有功率密度高、焊接熱輸入低、焊接熱影響區小、焊接變形小等特點，在鋁合金焊接領域尤為重視。

解決鋁合金焊接中激光焊接的問題

鋁合金激光焊接的主要困難在于：

(1)鋁合金對激光束的初始反射率高，導熱性高，使得鋁合金在熔化前對激光的吸收率很低，很難誘導小孔。

(2)鋁的電離能低，光等離子體在焊接過程中容易過熱和膨脹，使焊接穩定性差。

(3)鋁合金激光焊接過程中的氣孔問題。

(4)合金元素在焊接過程中的燒損降低了鋁合金焊接接頭的力學性能。

解決鋁合金焊接中激光焊接的問題：

1.鑒于鋁合金對激光的高反射，國內外進行了大量研究，試驗結果表明，噴砂、砂紙研磨、表面化學腐蝕、表面鍍、石墨涂層、空氣爐氧化等適當的表面預處理可以減少光束反射，有效增加鋁合金對光束能量的吸收。此外，從焊接結構設計的角度來看，在鋁合金表面人工孔或采用光收集器形式接頭，打開V形坡口或拼接（拼接間隙相當于人工孔） 法可增加鋁合金對激光的吸收，獲得較大的熔化深度。此外，還可以使用合理的焊接間隙設計來增加鋁合金表面對激光能量的吸收。

2.由于鋁合金的高反射性和高導熱性，激光需要更高的能量密度才能誘導孔的形成。由于能量密度閾值基本上由其合金成分控制，激光功率可以通過控制工藝參數來確定，以確保適當的熱輸入，從而獲得穩定的焊接過程。此外，能量密度閾值在一定程度上也受到保護氣體類型的影響。例如，使用激光焊接鋁合金N2氣容易誘導小孔，使用He氣不能誘導小孔。這是因為N2和Al放熱反應和產生之間可以發生Al-N-O 三元化合物提高了激光吸收率。

解決鋁合金焊接中激光焊接的問題

3.鋁合金是一種典型的共晶合金，在激光焊接快速凝固條件下更容易產生熱裂紋。焊縫金屬晶體在柱狀晶體邊界形成Al-Si或Mg-Si低熔點共晶是裂紋的主要原因。

激光焊接可采用填絲或預置合金粉末等方法減少熱裂紋。YAG調節脈沖波形，控制熱輸入也可以減少結晶裂紋。

4.孔坍塌產生的孔。在激光焊接過程中，當表面張力大于蒸汽壓力時，孔不會保持穩定和坍塌，金屬沒有時間填充形成孔。還有許多實際措施來減少或避免鋁合金激光焊接中的孔隙缺陷，如調整激光功率波形，減少孔隙不穩定坍塌，改變光束焦點高度和傾斜照射，在焊接過程中施加電磁經場和真空焊接。近年來，采用填充或預置合金粉末、復合熱源和雙焦點技術減少孔隙的過程，效果良好。

解決鋁合金焊接中激光焊接的問題

鋁合金激光焊接較引人注目的特點是其高效率，要充分發揮這種高效率，就是將其應用于大厚度深熔焊接。因此，研究和使用大功率激光未來發展的必然趨勢。