1 鋁合金及其焊接的概述

鋁和鋁合金都具有非常優(you) 良的性能，比如比強度高、耐腐蝕性強，在許多的產(chan) 業(ye) 中都具有非常廣泛的應用，尤其在國防工業(ye) 、機械等產(chan) 業(ye) ，並且鋁合金屬於(yu) 有色金屬，在應用的過程中需要進行焊接，所以隨著科學技術的飛速發展，鋁合金的焊接技術的研究也越來越深入。因此，激光焊接技術是科學技術的一大進步。

激光焊接技術的概述：激光焊接作為(wei) 一種新型的焊接技術，焊接熱源直接是激光，既可以避免能源的浪費，又可以大大地提高焊接的效率。同時，激光焊接把機器人或者是數控機床作為(wei) 運動係統，減少人員的參與(yu) ，可以減少勞動力的浪費，提高焊接的效率。激光熱源除了具有可再生性和清潔無汙染的優(you) 點之外，還可以高度的聚焦和良好性能的傳(chuan) 輸，因此可以將能量全部匯聚集中於(yu) 一點，避免熱量的散失和浪費。所以，激光焊接能夠提高焊接的效率和速度以及焊接的質量。因為(wei) 激光焊接的光束是通過脈衝(chong) 或者連續的激光束來實現的，因此當激光束直接照射鋁合金的表麵時，能夠把金屬表麵的熱量迅速擴散到鋁合金的內(nei) 部，使鋁合金快速的熔化形成一條焊縫，同時在融化後的金屬上形成一種反作用力，最終將熔化的鋁合金表麵向下凹陷形成小孔。這個(ge) 小孔具有強大的功效，可以全部吸收激光光束照射時產(chan) 生的能量，並同時產(chan) 生高溫蒸汽，蒸汽壓力與(yu) 壁層表麵的張力形成一種動態的平衡。

1.1 激光焊接的功率

激光焊接具有一定的功率，隻有當焊接功率達到一定的高度時，才能讓焊接得以穩定、持續的進行，否則焊接隻能在鋁合金的表麵進行工作，使得鋁合金表麵發生熔化，從(cong) 而焊接不能成功的進行。激光焊接的功率可以達到將鋁合金表麵以及內(nei) 部全部焊接的高度，甚至比此還要高，所以激光焊接鋁合金級可以提高效率和速度以及質量。

1.2 激光焊接的速度

因激光焊接功率高，所以焊接時速度也相應得到提高，焊接的速度不斷提高能夠使得熔深不斷減小，相反，如果速度減慢，就會(hui) 使鋁合金被過度的焊接甚至被焊接穿透，因此，選擇激光焊接可以降低焊接失敗的比例從(cong) 而大大降低焊接成本。

1.3 激光焊接的優(you) 勢

提高能量密度、提高焊接質量、增加焊接的精度和密度、焊接的效率速度高、焊接成本較低、可以在特殊條件下進行焊接、焊接時對鋁合金其他部位影響小。

2 激光焊接在各個(ge) 領域中的應用

2.1 在石油管道中的應用

在石油管道中，應用鋁合金管道可以增加管道的口徑、增厚石油管道的管道壁，讓管道能夠在一定時間內(nei) 運輸更多的石油。石油的運輸具有非常高的危險性，如石油發生泄漏，會(hui) 造成難以估計的財產(chan) 損失、人員傷(shang) 亡以及環境的汙染和地下水的汙染，因此鋁合金管道在焊接時一定要特別注意，提高焊接的質量，激光焊接在此時就可以發揮巨大作用，通過激光焊接，可以控製符合焊接的工藝，可以在不用開坡口的前提下進行焊接的操作，焊接時一次成型，焊縫的質量高，充分的避免了石油泄漏的風險，提高了石油運輸的安全性。

2.2 在汽車製造業(ye) 中的應用

隨著時代的高速發展和人們(men) 生活水平的日益高速化，出門乘坐汽車已經習(xi) 以為(wei) 常了，並且人們(men) 對於(yu) 汽車的質量要求也越來越高，因此汽車工業(ye) 也在不斷地尋找新型的材料和技術手段提高汽車的質量，激光焊接技術在汽車工業(ye) 中的到了越來越廣泛地應用。美國最先將激光焊接鋁合金技術引入到汽車製造業(ye) 當中來，經過一係列的實驗，激光焊接的鋁合金製造出來的汽車，將薄鋁合金激光焊接之後製造成型，不僅(jin) 大大減輕了車身的重量，而且減少了製造汽車的工序，提高了製作效率，得到了廣大汽車製造業(ye) 的歡迎與(yu) 青睞。

2.3 在航空航天工業(ye) 中的應用

眾(zhong) 所周知，航空航天工業(ye) 需要高度精準高度精確的材料進行製造飛機等一係列航天器，並且對於(yu) 機器本身的重量要求也是非常的嚴(yan) 苛，用激光焊接的鋁合金製造飛機等機器，能夠使得機身比平時可減輕20％左右，製造成本也得到了大大降低。比如，德國共管的部件生產(chan) 廠運用激光焊接鋁合金技術生產(chan) 出的A350係列飛機的零件取得了巨大的成功。

3 激光焊接鋁合金技術的難點

3.1 鋁合金表麵對激光具有反射性

因為(wei) 鋁合金是一種有色金屬，對各種光線都具有很強烈的反射性，激光作為(wei) 一種更加激烈的光束，在鋁合金的表麵更加容易造成反射，換句話說，鋁合金這種有色金屬對於(yu) 激光具有高反射率和較小的吸收率。除此之外，金屬都具有導熱性，因此鋁合金也具有很強的導熱性，容易在用激光焊接的時候，反射激光或者是將激光的熱量迅速導移出去，最終導致鋁合金的焊接失敗。因此，在激光焊接鋁合金的時候，要嚴(yan) 格注意並且迅速提高激光的功率密度，防止被反射或者被傳(chuan) 導，爭(zheng) 取在極端的時間用極高的密度對鋁合金進行焊接，這樣就可以避免反射性等問題的出現。

3.2 在激光焊接鋁合金時要做好充分的準備

因為(wei) 鋁合金有活潑、易被氧化等特性，在其表麵容易附著大量的灰塵水分等，因此在焊接的過程中，如果沒有做好充足的準備，表麵附著的東(dong) 西容易隨著激光的快速焊接留在鋁合金表麵，從(cong) 而影響鋁合金的質量和焊接的效果。因此，在對鋁合金進行焊接之前，需要對鋁合金表麵進行清潔，將表麵的油汙等清理掉。同時防止在焊接時發生氧化作用造成爆炸等安全威脅，也需要對金屬表麵的氧化膜進行徹底的清潔，徹底除去氧化膜。

4 鋁合金的激光焊接存在的缺陷

盡管激光焊接有高效率、高速度並且能夠大量降低成本，激光焊接也存在著許多的缺點，隻有將這些缺陷全部弄清楚並且解決(jue) 了，才能夠使得激光焊接鋁合金技術得到更加廣泛的應用。

4.1 氣孔的缺陷

在上文中提出，適度的氣孔能夠保持鋁合金的內(nei) 外平衡，但是，過量的氣泡就會(hui) 存在大量的缺陷，避免出現大量氣孔比較困難，出現大量氣孔時氣孔不穩定，在鋁合金內(nei) 部亂(luan) 竄，容易使得焊接部位出現裂縫，所以清除氣孔將是鋁合金激光焊接技術需要突破的一大重要缺陷。

4.2 熱裂紋缺陷

應用激光技術時，需要提高溫度和密度以達到快速焊接的目的，這樣容易在鋁合金表麵出現特裂紋，從(cong) 而使得焊接失敗，為(wei) 了應對熱裂紋，科學家們(men) 已經想出應對的辦法，即在激光焊接時運用填充材料，但是這種方法容易導致資源的浪費和勞動力的大量耗費。采取更加簡便的辦法應對熱裂紋也是該技術即將解決(jue) 的一項重大問題。

5 結束語

鋁合金的激光焊接速度存在大量的優(you) 點，在多種製造領域得到了廣泛的應用，也提高了機器本身的質量和製造速度，但是激光焊接技術同樣也存在許多的缺陷，導致焊接的失敗，相信在科學家們(men) 的不斷努力下，該焊接技術會(hui) 越來越成熟，應用也越來越廣泛。