高功率光纤激光焊接铝合金焊缝成形特征研究

来源：激光技术杂志2017年第3期北京时间：

作者：苏绍兴, 于艳玲, 费旺, 林仕君, 伍文丞, 曹宇, 张健, 唐霞辉

摘要：为了探究铝合金高功率光纤激光焊接焊缝成形特征与规律，采用高斯光束与平顶光束对3mm厚5052铝合金进行激光对焊，对比分析了不同光束模式下的焊缝成形特征与激光功率、扫描速率对焊缝成形的影响。结果表明，平顶光束焊接主要为热导模式，熔池呈U型，易产生气孔、裂纹等缺陷; 高斯光束焊接有4种模式，随着激光功率和扫描速率的变化，4种模式相互转化，深熔焊模式下，熔池形貌呈“丁字”型; 扫描速率为20mm/s时，高斯光束有效深熔焊的下、上临界功率密度分别为8.8×105W/cm2和9.2×105W/cm2; 激光功率为2.7kW时，高斯光束有效深熔焊的下、上线能量分别为77J/mm和90J/mm; 在满足深熔焊所需功率密度条件下，线能量可作为激光深熔焊接的一个判据，线能量和功率密度对焊接模式与熔池形貌共同起决定性作用。

关键词：激光技术, 平顶光束, 高斯光束, 焊缝形貌, 焊缝成形