铝合金激光焊接结构的应用研究

发布时间：2022-03-30 15:57阅读次数：2523次

自20世纪90年代，随着科学技术的发展，大功率高亮度激光器的出现，激光焊技术集成化、智能化、柔性化、多样化发展日趋成熟，国内外更加关注激光焊在各领域铝合金结构中的应用。下面介绍铝合金激光焊接结构的应用研究。

德国的高端轿车，如Audi、Golf、Passat等品牌均采用铝合金车顶激光焊接结构，从1999年起该技术扩大到汽车底盘和车身，而且基于激光焊接和激光电弧复合焊接技术的综合利用，该技术在汽车制造中很好地解决了蒙皮厚度较小的结构焊接时变形的问题，以及变截面和端部焊接的缺陷控制问题。

目前，激光焊接技术已成为汽车制造的标准化工艺，遍布汽车车顶、车身、侧框等各个钣金结构，宝马、通用公司在车架顶部采用激光焊接，德国奔驰公司则采用激光焊接传动部件，分别涉及Al-Mg系、Al-Mg-Si系及Al-Mg-Zn系铝合金。我国一些汽车制造厂家已经在部分新车型中采用激光焊接技术，随着铝合金厚板激光焊接技术的发展，激光焊接未来将应用于装甲车结构。

为了实现轻量化制造，在舰船和高速列车结构制造中，铝合金三明治结构的激光焊接应用与研究是目前的研究热点。英国焊接研究所为日本高铁制造商Nippon Sharyo开发的高速列车车墙板三明治铝合金激光焊接结构，采用3mm厚的AA6063轧板，利用光纤激光电弧复合焊接实现了各种形式的接头焊接，其中激光器为IPG 10 kW光纤激光，填充材料为ER5356 焊丝，焊接激光功率为4~5kW。AlCAN-Transrapid的高速列车铝合金车顶结构也采用激光焊接替代MIG焊接，采用功率为4kW的YAG 激光，焊接速度为5m/min，焊缝长度达20m。

铝合金是航空航天结构重要的金属结构材料，因此在日本、美国、英国、德国等发达国家十分重视铝合金激光焊接技术研究。英国焊接研究所成功地运用4kW的Nd:YAG激光填丝焊进行了AA2014铝合金带筋壁板的双光束YAG激光焊接，采用直径为1.2mm的ER2319 铝合金焊丝焊丝，焊接接头质量良好，焊接变形小于TIG 焊。Gobbi等研究飞机机翼下的铝合金油箱的CO2激光焊，接头气孔严重，采用YAG激光焊可获得优质的焊接接头。瑞丰光电激光专注十六年的研发技术和生产，凭借多年的激光设备研发经验，产品技术成熟，产品性能安全稳定。公司遵循“技术创新、产品创新、服务创新”的经营理念，给客户提供最优质的产品及服务。

以上就是铝合金激光焊接结构的应用研究，随着光纤激光焊接技术的发展，目前先进国家的航空制造领域已将光纤激光焊接和激光电弧复合焊接技术列为铝合金焊接技术的重点，尤其是厚板焊接和异种金属的焊接，如美国NALI项目针对民机和JSF飞机发动机燃烧室结构正在开展光纤激光焊接和激光电弧复合焊接技术的研究。