1、鋁合金具有質量密度低、比強度高、耐蝕性好、導電性和導熱性優(yōu)良的特性，是航空航天、交通運輸、武器裝備等制造領域的重要應用材料。激光焊接由于具有焊接速度快、材料的熱損傷小、焊接變形小等優(yōu)勢，在鋁合金的焊接加工制造中越來越受到重視。鋁合金激光深熔焊接的一個主要問題是極易產生氣孔缺陷。按鋁合金激光深熔焊接氣孔的形成原因，可將其分為冶金型氣孔和小孔型氣孔兩類。其中小孔型氣孔是鋁合金激光深熔焊接所特有的一類氣孔，傳統(tǒng)的電弧熔焊抑制氣孔的方式如良好的

2、工件焊前雜質清除和良好的焊接過程保護無法抑制此類氣孔的產生，尤其在未焊透結構的情況下小孔型氣孔缺陷幾乎無法避免，因而影響了激光在鋁合金焊接加工中的應用。
　　本論文以6061鋁合金為研究對象，采用大功率固體激光光束掃描焊接的方式，研究了掃描軌跡、掃描幅度、掃描頻率等激光掃描焊接參數(shù)對鋁合金激光深熔焊接小孔型氣孔缺陷的抑制規(guī)律及焊縫成形規(guī)律。
　　研究表明，光束垂直于焊縫掃描、平行于焊縫掃描及采用圓形掃描三種不同的掃描軌跡均對

3、小孔型氣孔有抑制作用，其中采用光束圓形軌跡掃描對抑制小孔型氣孔更為有效。不同的光束掃描幅度及掃描頻率對抑制小孔型氣孔缺陷的效果不同，采用圓形掃描軌跡，在激光功率為4kW、焊接速度為2m/min的焊接條件下，當掃描幅度低于0.3mm時，激光掃描焊接很難抑制氣孔的產生；當掃描幅度在0.4mm-0.6mm之間變化時，氣孔率滿足 ISO激光焊接B級標準（最嚴格）所對應的掃描頻率為150Hz-220Hz；當掃描幅度大于0.7mm時，由于激光小孔特

4、征消失，因此不產生小孔型氣孔缺陷。
　　激光掃描焊接對小孔型氣孔缺陷的抑制與焊縫成形密切相關。研究表明，無論采用何種掃描焊接參數(shù)，當焊縫的深寬比低于0.85時，均可有效抑制小孔型氣孔缺陷的產生，焊縫氣孔率可以控制在3％以下。
　　在對激光掃描參數(shù)對小孔型氣孔抑制規(guī)律及焊縫成形規(guī)律研究的基礎上，借助高速攝像儀，采用數(shù)理統(tǒng)計的方法，研究了不同激光掃描焊接條件下光致等離子體的波動特征及激光小孔的波動特征，并與常規(guī)激光焊接進行了對比

5、分析。研究表明，無論是激光掃描焊接還是常規(guī)激光焊接，光致等離子體均存在著從產生到湮滅的過程，且產生的等離子體的大小在焊接過程中是不斷變化的。掃描激光焊接與常規(guī)激光焊接相比，等離子體從產生到湮滅的波動頻率約為常規(guī)激光焊接的1/3，且等離子體面積波動的標準差約為常規(guī)激光焊接的1/2。常規(guī)激光焊接存在著小孔從產生到湮滅的過程，而激光掃描焊接小孔不存在湮滅的過程。
　　統(tǒng)計分析表明，掃描激光焊接小孔的開口面積約為常規(guī)激光焊接小孔的開口面積