為了實(shí)現(xiàn)對(duì)鋁合金的焊接，解決上述存在的問題，目前主要從以下幾個(gè)方面加以解決。

　    3.1 氣體保護(hù)裝置

　　鋁合金中低熔點(diǎn)元素?fù)p失影響最大的因素是氣體從噴嘴噴出時(shí)的壓力，通過減小噴嘴直徑，增加氣體壓力和流速均可降低Mg、Zn等在焊接過程中的燒損，同時(shí)也可以增加熔深。吹氣方式有直吹和側(cè)吹兩種，還可以在焊件上下同時(shí)吹氣，焊接中根據(jù)實(shí)際情況選擇吹氣方式。

　　3.2 表面處理

　　鋁合金對(duì)激光具有高反作用，對(duì)鋁合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻骖A(yù)處理，如陽(yáng)極氧化、電解拋光、噴沙處理、噴砂等方式，可以顯著提高表面對(duì)光束能量的吸收。研究表明， 鋁合金去除氧化膜后的結(jié)晶裂紋傾向比原始態(tài)鋁合金大。為了既不破壞鋁合金表面狀態(tài)，又能簡(jiǎn)化激光焊接工程工藝過程，可以采用焊前預(yù)處理的辦法升高工件表面溫度，以提高材料對(duì)激光的吸收率。

　　3 激光器參數(shù)

　　焊接激光器分為脈沖激光器和連續(xù)激光器，脈沖激光器波長(zhǎng)1064nm時(shí)光束特別集中，脈沖單點(diǎn)能量比連續(xù)激光器的大。但是脈沖激光器的能量一般不超過 ，所以一般適用薄壁焊件。

　　3.1 脈沖模式焊接

　　激光焊接時(shí)應(yīng)選擇合適的焊接波形，常用脈沖波形有方波、尖峰波、雙峰波等，通常一個(gè)脈沖波時(shí)間以毫秒為單位，在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。鋁合金表面對(duì)光的反射率太高，當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會(huì)有60%-98%的激光能量因反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。因此一般焊接鋁合金時(shí)最優(yōu)選擇尖形波和雙峰波，波形上升階段是為提供較大的能量使鋁合金熔化，一旦工件中“小孔”形成，開始進(jìn)行深熔焊時(shí)，金屬熔化后液態(tài)金屬對(duì)激光的吸收率迅速增大，此時(shí)應(yīng)迅速減小激光能量，以小功率進(jìn)行焊接，以免造成飛濺。此種焊接波形后面緩降部分脈寬較長(zhǎng)，能夠有效地減少氣孔和裂紋的產(chǎn)生。采用此波形，使焊縫熔化凝固重復(fù)進(jìn)行，以降低熔池的凝固速度。此波形在焊接種類不同樣品時(shí)可做適當(dāng)調(diào)整。

　選擇合適的離焦量也可減少氣孔的產(chǎn)生，離焦量的變化對(duì)焊縫的表面成形和熔深均有很大的影響，采用負(fù)離焦可以增加熔深，而脈沖焊接時(shí)，正離焦會(huì)使焊縫表面更加平滑美觀。

　　由于鋁合金對(duì)激光的反射率較高，為了防止激光束垂直入射造成垂直反射而損害激光聚焦鏡，焊接過程中通常將焊接頭偏轉(zhuǎn)一定角度。焊點(diǎn)直徑和有效結(jié)合面的直徑隨激光傾斜角增大而增大，當(dāng)激光傾斜角度為40°時(shí)，獲得最大的焊點(diǎn)及有效結(jié)合面。焊點(diǎn)熔深和有效熔深隨激光傾斜角減小，當(dāng)大于60°時(shí)，其有效焊接熔深降為零。所以傾斜焊接頭到一定角度，可以適當(dāng)增加焊縫熔深和熔寬。

　　另外，鋁合金激光焊接時(shí)，焊接速度越快，越容易出現(xiàn)裂紋。因?yàn)楹附铀俣冗^快，過冷度大，焊縫區(qū)晶粒細(xì)化，形成了大量同方向生長(zhǎng)的“束狀晶”，在束狀晶之間的晶面上有利于裂紋的產(chǎn)生。而焊接速度過快，焊件熔深相對(duì)變小。

　　3.2 連續(xù)模式焊接

　　采用傳統(tǒng)的激光焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)脆化甚至裂紋，使用連續(xù)激光器焊接由于其受熱過程不像脈沖機(jī)器驟冷驟熱，焊接時(shí)裂紋傾向不是很明顯，光纖激光器焊接大部分鋁合金不會(huì)脆斷，焊后有一定的韌性，優(yōu)勢(shì)明顯。

　　工業(yè)純鋁用脈沖激光焊能很好地焊接，焊后一般不會(huì)出現(xiàn)裂紋，但現(xiàn)在有些行業(yè)，焊后表面需要打磨，而激光脈沖焊后會(huì)有凹陷，打磨量會(huì)增加，這增加了加工周期和生產(chǎn)成本，而連續(xù)激光器可以很好的解決這些問題。電池殼體的封口以脈沖激光焊和連續(xù)激光焊焊后焊縫，脈沖焊點(diǎn)不均勻，咬邊，表面有凹陷，飛濺較多，焊后強(qiáng)度不高。為了改善焊縫質(zhì)量，采用連續(xù)激光器焊接，焊縫表面平滑均勻，無(wú)飛濺，無(wú)缺陷，焊縫內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)裂紋。

　氬弧焊時(shí)易出現(xiàn)弧坑，激光焊也一樣，收尾時(shí)易出現(xiàn)小坑，可在焊接時(shí)通過漸進(jìn)漸出的方式來(lái)改善，即在波形中設(shè)置一個(gè)緩升緩降階段；另外焊接時(shí)可以適當(dāng)提高焊接速率，以避免出現(xiàn)小坑。

　　在鋁合金的焊接方面，連續(xù)激光器的優(yōu)勢(shì)很明顯 與傳統(tǒng)的焊接方法相比，生產(chǎn)效率高，且無(wú)需填絲；與脈沖激光焊相比可以解決其在焊后產(chǎn)生的缺陷，如裂紋 氣孔 飛濺等，保證鋁合金在焊后有良好的機(jī)械性能；焊后不會(huì)凹陷，焊后拋光打磨量減少，節(jié)約了生產(chǎn)成本 但是因?yàn)檫B續(xù)激光器的光斑比較小，所以對(duì)工件的裝配精度要求較高。

　　3.5 引入合金元素

　　防止熱裂紋的產(chǎn)生是鋁合金激光焊接的關(guān)鍵技術(shù)之一。6000系列合金有很強(qiáng)的裂紋敏感性，當(dāng)ω（Mg2Si） =1%時(shí)就會(huì)出現(xiàn)熱裂紋，通過添加合適的合金元素來(lái)調(diào)整熔池化學(xué)成分加以改善，如添加Al-Si 或者Al-Mg-Si粉，對(duì)減少裂紋有一定好處。另外還可以通過送絲的辦法來(lái)改善焊接效果，獲得均勻的焊縫，焊縫硬度也有所提高 熔合區(qū)枝晶中Mg、Si的含量因填充材料的引入濃度增加，β〃固熔強(qiáng)化作用會(huì)增加接頭的強(qiáng)度。通常在6063和6082鋁合金中填入Al-5Si和Al-7Si焊絲，6013和6056板分別使用CO2和Nd：yag激光器焊接，填A(yù)l-12Si焊絲。

　　3.6 其他工藝方法

　　針對(duì)鋁合金激光焊接過程的穩(wěn)定性及焊縫質(zhì)量問題，當(dāng)前，鋁合金激光焊接的研究熱點(diǎn)是采用復(fù)合工藝，即將激光的高能量密度和電弧較大的加熱范圍耦合，充分發(fā)揮了兩種熱源自身的優(yōu)勢(shì)，兼并了高能密度光束質(zhì)量和穩(wěn)定電弧的特性，相得益彰。對(duì)于鋁合金這類高反材料，采用激光復(fù)合焊接可使電弧能量將材料表面預(yù)熱或熔化，大大提高鋁合金對(duì)激光能量的吸收 。T.Shida 等人采用 10 kW的 CO2 激光器與 TIG 和 MIG 電弧復(fù)合對(duì)鋁合金進(jìn)行焊接，引入電弧很大程度上提高了激光能量利用
　　率，焊縫熔深比也提高了 5% -20%，同時(shí)焊縫表面成形平滑良好。激光復(fù)合焊通過激光束與電弧的耦合，增加了熔池的幾何尺寸并改變了材料在熔化狀態(tài)下的流態(tài)條件，有利于氣孔的排除。

　　雙光束焊接鋁合金也是一種消除氣孔的辦法，采用 6 kW 連續(xù)光纖激光器進(jìn)行了 5052 鋁合金雙光束對(duì)接焊，研究了雙光束并行與串行排列兩種模式焊接時(shí)以及不同焊接速度下的焊縫形貌和組織研究發(fā)現(xiàn)，采用雙光束以并行方式焊接的焊縫中存在較大孔洞，以串行方式焊接鋁合金可獲得良好的焊縫成形，不會(huì)出現(xiàn)氣孔。

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