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

　    3.1 氣體保護(hù)裝置

　　鋁合金中低熔點元素?fù)p失影響最大的因素是氣體從噴嘴噴出時的壓力，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吹氣，焊接中根據(jù)實際情況選擇吹氣方式。

　　3.2 表面處理

　　鋁合金對激光具有高反作用，對鋁合金進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻骖A(yù)處理，如陽極氧化、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1064nm時光束特別集中，脈沖單點能量比連續(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，通常一個脈沖波時間以毫秒為單位，在一個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，金屬熔化后液態(tài)金屬對激光的吸收率迅速增大，此時應(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，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，正離焦會使焊縫表面更加平滑美觀。

　　由于鋁合金對激光的反射率較高，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，獲得最大的焊點及有效結(jié)合面。焊點熔深和有效熔深隨激光傾斜角減小，當(dāng)大于60°時，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，焊接速度越快，越容易出現(xiàn)裂紋。因為焊接速度過快，過冷度大，焊縫區(qū)晶粒細(xì)化，形成了大量同方向生長的“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，焊件熔深相對變小。

　　3.2 連續(xù)模式焊接

　　采用傳統(tǒng)的激光焊接時會出現(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，焊接時裂紋傾向不是很明顯，光纖激光器焊接大部分鋁合金不會脆斷，焊后有一定的韌性，優(yōu)勢明顯。

　　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，而激光脈沖焊后會有凹陷，打磨量會增加，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，無飛濺，無缺陷，焊縫內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)裂紋。

　氬弧焊時易出現(xiàn)弧坑，激光焊也一樣，收尾時易出現(xiàn)小坑，可在焊接時通過漸進(jìn)漸出的方式來改善，即在波形中設(shè)置一個緩升緩降階段；另外焊接時可以適當(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)勢很明顯 與傳統(tǒng)的焊接方法相比，生產(chǎn)效率高，且無需填絲；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；焊后不會凹陷，焊后拋光打磨量減少，節(jié)約了生產(chǎn)成本 但是因為連續(xù)激光器的光斑比較小，所以對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%時就會出現(xiàn)熱裂紋，通過添加合適的合金元素來調(diào)整熔池化學(xué)成分加以改善，如添加Al-Si 或者Al-Mg-Si粉，對減少裂紋有一定好處。另外還可以通過送絲的辦法來改善焊接效果，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，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 鋁合金雙光束對接焊，研究了雙光束并行與串行排列兩種模式焊接時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，不會出現(xiàn)氣孔。

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