鋁合金激光焊接加工技術探討

高強鋁合金具有較高的比強度、比剛度，良好的耐腐蝕性能、加工性能和力學性能, 已成為航空航天、艦船等載運領域結構輕量化制造不可或缺的金屬材料，其中飛機應用最多。焊接技術在提高結構材料利用率、減輕結構重量、實現復雜及異種材料整體結構低成本制造方面獨具優勢，其中鋁合金激光焊接加工技術是倍受關注的熱點。

與其他焊接方法相比，激光焊接同時具有加熱集中、熱損傷小、焊縫深寬比大、焊接變形小等優勢，焊接過程易于集成化、自動化、柔性化，可實現高速高精度焊接，特別適合復雜結構的高精度焊接。

1、CO2氣體激光

工作介質為CO2氣體，輸出10.6μm波長激光，按激光激發結構形式分為橫流和軸流兩種。橫流CO2激光輸出功率雖已達150kW，但光束質量較差，不適合焊接；軸流CO2激光具有較好的光束質量，可用于對激光反射率高的鋁合金焊接。

2、YAG固體激光

工作介質是紅寶石、釹玻璃和摻釹釔鋁石榴石等，輸出波長為1.06μm的激光。YAG激光比CO2激光更易于被金屬吸收，并且受等離子體影響較小，為光纖傳輸，焊接操作靈活，焊縫位置可達性好，是目前鋁合金結構焊接的主要激光器。

3、YLR光纖激光

是2002年以后發展起來的新型激光器，以光纖為基質材料，摻雜不同的稀土離子，輸出波長范圍在1.08μm左右，也是光纖傳輸。光纖激光革命性地采用了雙包層光纖結構，增加了泵浦長度, 提高了泵浦效率，從而使光纖激光器的輸出功率大幅提高。與YAG 激光相比，YLR光纖激光雖然出現較晚，但具有體積小、運行成本低、光束質量高等優點，而且獲得的激光功率高。