4.1.3  焊接速度对焊缝成形的影响 22

4.2  铝合金对接接头拉伸力学性能试验 22

4.3  铝合金焊缝微观组织分析 24

4.3.1  焊缝区微观组织 24

4.3.2  熔合区微观组织 25

4.3.3  母材微观组织 25

4.3.4  接头缺陷分析 26

结论 27

致谢 28

参考文献 29

1  绪论

   铝合金由于重量轻、无磁性、热导率和强度高、良好的成形性、低温性能、耐腐蚀性能,被广泛地应用于各种焊接结构和产品之中,采用铝合金代替钢板材料焊接,结构重量可减少50%以上【1】。激光焊接技术起始于19世纪70年代的美国。随着激光器本身的发展，即功率由小到大、光束质量及稳定性的提高，以及各种新型激光器的出现，激光焊接技术已在工业发达国家普遍应用于工业界的各领域、金属制造业的共性关键技术。

1.1  铝合金焊接性

  铝及铝合金独特的力学及理化特性也为其带来了几大焊接难点:

  (1)铝合金焊接接头软化严重,强度系数低,这也是阻碍铝合金应用的最大障碍；

  (2)铝及铝合金的化学性质活拨,焊接过程中极易氧化,在其表面生成的难熔氧化膜,铝合金的表面氧化膜可妨碍焊接过程的进行或引发一些与其相关的缺陷,因此,焊接前需将其去除,焊接过程中需防止焊接区发生氧化【2】；

  (3)由于其线膨胀系数较大,焊件变形及裂纹倾向也较大,焊接时须釆取相应的有效措施；

  (4)铝及铝合金比热、电导率及热导率很高,通常采用的都是能量集中的焊接方法；

  (5)铝合金焊接过程极易产生气孔。

  (6)导热率大(约为钢的4倍)，相同焊接速度下，热输入量要比焊接钢材大2-4倍【3】。   

1.2  激光焊接技术特点及发展情况

目前,为了提高铝合金的可焊性,已开展了多种焊接工艺的研究,包括搅拌摩擦焊、电弧焊、电子束焊,激光焊等。其中激光焊以其独特的优点,引起了广泛的关注。

激光焊是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密连接方法。激光焊接是当今先进的制造技术之一。与传统的电弧焊接方法相比,激光焊具有如下特点【4】:

  （1）焊件质量好、变形及残余应力小。焊缝抗拉强度可达到或超过母材，激光焊接工件的疲劳强度一般要比常规焊接工艺高20%，甚至更高。

  （2）焊接速度快、热输入小，在常规环境条件下即可实施,这使得其能够满足大规模工业化生产的要求，并适合于诸多领域。论文网

  （3）因激光束的传导很简单方便，所以激光焊接可达到较高的自动化程度，并具有较大的灵活性，例如与机器人、数控的结合。如此在精密焊接的同时，又可将焊接质量控制在一个稳定的范围内。

  （4）激光焊接技术适用于钛合金、铝合金、镍基高温合金，各种钢材及工程塑料等。对于异种材料之间的焊接，如奥氏体不锈钢与铜，奥氏体不锈钢与易切钢，铸造高温合金与变形高温合金等，也都能得到高强度的接头。

  （5）直径20mm的激光束聚焦后的焦点直径仅为0.2mm，焦长一般为150-200mm。激光深穿透焊接的熔化区具有很高的深宽比，可以完成一些复杂结构的焊接【5】。