鋁及鋁合金在液態(tài)能溶解大量的氫，固態(tài)幾乎不溶解氫。在焊接熔池凝固和快速冷卻的過(guò)程中，氫來(lái)不及溢出，極易形成氫氣孔?；≈鶜夥罩械乃?、焊接材料及母材表面氧化膜吸附的水分，都是焊縫中氫氣的 來(lái)源。因此，對氫的來(lái)源要嚴格控制，以防止氣孔的形成。

母材基體金屬如為變形強化或固溶時(shí)效強化時(shí)，焊接熱會(huì )使熱影響區的強度下降。

鋁為面心立方晶格，沒(méi)有同素異構體，加熱與冷卻過(guò)程中沒(méi)有相變，焊縫晶粒易粗大，不能通過(guò)相變來(lái)細化晶粒。

隨著(zhù)材料技術(shù)的發(fā)展，各種高強高韌鋁合金不斷推出，尤其是第三代鋁鋰合金、新型高強鋁合金的出現，對鋁合金激光焊接技術(shù)提出了更多更高的要求，同時(shí)鋁合金的多樣性也帶來(lái)了各種各樣的激光焊接新問(wèn)題，所以必須深入研究這些問(wèn)題，才能更有效地拓展鋁合金激光焊接結構的應用潛力。

大功率激光器

激光焊接是將高強度激光輻射至金屬表面，通過(guò)激光與金屬間熱力耦合作用使金屬熔化再冷卻結晶形成焊縫的技術(shù)。根據激光焊接的熱作用機制可分為熱導焊和深熔焊兩種，前者主要應用于精密零件的封裝焊接或微納焊接；后者在焊接過(guò)程中往往產(chǎn)生類(lèi)似于電子束焊接的小孔效應，形成深寬比較大的焊縫。激光深熔焊接實(shí)現需要的激光功率高，該技術(shù)目前應用于激光深熔焊接的大功率激光主要有4種類(lèi)型

鋁合金激光焊接的特點(diǎn)

與常規熔化焊相比，鋁合金激光焊接加熱集中、焊縫深寬比大、焊接結構變形小，但是也存在一些不足，歸納起來(lái)有：

（1）激光聚焦光斑直徑細小導致工件焊接裝配精度要求高，通常裝配間隙、錯邊量需小于0.1mm或板厚的10％，增大了具有復雜三維焊縫焊接結構的實(shí)施難度；

（2）由于室溫條件下鋁合金對激光的反射率高達90%，因而鋁合金激光深熔焊接要求激光器具有較高的功率。鋁合金薄板激光焊接研究表明：鋁合金激光深熔焊接取決于激光功率密度和線(xiàn)能量雙閾值，激光功率密度和線(xiàn)能量共同制約著(zhù)焊接過(guò)程的熔池行為，并終體現到焊縫的成形特征上，對于全熔透焊縫的工藝優(yōu)化可通過(guò)焊縫成形特征參量背寬比進(jìn)行評價(jià)；

（3）鋁合金熔點(diǎn)低，液體金屬流動(dòng)性好，在大功率激光作用下產(chǎn)生強烈的金屬汽化，在焊接過(guò)程中伴隨小孔效應所形成的金屬蒸汽/ 光致等離子體云影響鋁合金對激光能量的吸收，導致深熔焊接過(guò)程不穩定，焊縫易于產(chǎn)生氣孔、表面塌陷、咬邊等缺陷；

（4）激光焊接加熱冷卻速度快，焊縫硬度比電弧的高，但由于鋁合金激光焊接存在合金元素燒損，影響合金強化作用，鋁合金焊縫仍然存在軟化問(wèn)題，從而降低鋁合金焊接接頭的強度。因此鋁合金激光焊接的主要問(wèn)題是控制焊縫缺陷和提高焊接接頭性能。