未合金化的純鋁是一種軟而有韌性的金屬，因此在大多數結構應用中強度不足。銅(Cu)、錳(Mn)、硅(Si)、鎂(Mg)和鋅(Zn)等元素是添加到純鋁中的主要合金元素，這些合金的加入能夠顯著(zhù)地提高鋁合金的綜合力學(xué)性能鋁合金與鋼合金之間存在著(zhù)顯著(zhù)的差異，需要在設計過(guò)程中加以識別和考慮。其中包括：有些鋁合金是可熱處理強化，有些則不是，而對于鋼來(lái)說(shuō)，幾乎所有的鋼都是可熱處理的。一部分鋁合金不能使用典型的焊接方法進(jìn)行焊接，如熔化極氣保護焊和鎢極弧焊，但是對于鋼來(lái)說(shuō)，只要焊接時(shí)采取必要的預防措施，幾乎所有的鋼都可以使用熔化焊進(jìn)行焊接。鋁合金的焊接接頭，包括焊縫和熱影響區，其強度通常軟于母材，而在鋼的焊接接頭中，焊縫強度通常與母材相當。鋁合金的強度和延性在低溫下不會(huì )受到影響，因為隨著(zhù)溫度下降到極低水平，鋁合金的延性也會(huì )增加，但是鋼的脆性則會(huì )隨著(zhù)溫度的降低而顯著(zhù)增加。

鋁合金激光焊接結構的應用研究

自20世紀90年代，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大功率高亮度激光器的出現，激光焊技術(shù)集成化、智能化、柔性化、多樣化發(fā)展日趨成熟，國內外更加關(guān)注激光焊在各領(lǐng)域鋁合金結構中的應用。目前，我國一些汽車(chē)制造廠(chǎng)家已經(jīng)在部分新車(chē)型中采用激光焊接技術(shù)，隨著(zhù)鋁合金厚板激光焊接技術(shù)的發(fā)展，激光焊接未來(lái)將應用于裝甲車(chē)結構。

鋁合金激光焊接缺陷控制技術(shù)

在大功率激光的作用下，鋁合金激光深熔焊縫的主要缺陷是氣孔、表面塌陷和咬邊，其中表面塌陷、咬邊缺陷可以通過(guò)激光填絲焊接或激光電弧復合焊接改善；而焊縫氣孔缺陷控制則比較困難。

現有的研究結果表明：鋁合金激光深熔焊接存在兩類(lèi)特征氣孔，一類(lèi)為冶金氣孔，同電弧熔化焊一樣，由于焊接過(guò)程材料污染或空氣侵入所導致的氫氣孔；另一類(lèi)為工藝氣孔，是由于激光深熔焊接過(guò)程所固有的小孔不穩定波動(dòng)所致。

在激光深熔焊過(guò)程中，小孔因液體金屬粘滯作用往往滯后于光束移動(dòng)，其直徑和深度受等離子體/金屬蒸汽的影響產(chǎn)生波動(dòng)，隨著(zhù)光束的移動(dòng)和熔池金屬的流動(dòng)，未熔透深熔焊接因熔池金屬流動(dòng)閉合在小孔出現氣泡，全熔透深熔焊接則在小孔中部細腰處出現氣泡。氣泡隨液體金屬流動(dòng)而遷移、翻滾，或逸出熔池表面，或被推回到小孔，當氣泡被熔池凝固、被金屬前沿俘獲，即成為焊縫氣孔。