激光扫描焊接工艺在铝合金焊接中的应用

【摘 要】本文从分析铝合金材料的特点以及激光扫描焊接技术的特点和难点入手，论述激光扫描焊接工艺在石油管道、汽车制造业、航天事业等领域的应用中如何更新与完善现有的焊接工艺技术，进而发挥铝合金的最大效用，提升材料的使用率。

【关键词】激光扫描 焊接工艺 铝合金焊接 应用

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）11B-0070-02

铝合金材料作为现阶段应用较广的一种新兴材料，有自重小、密度低等缺点，但是也具有强度高以及可塑性、灵活性强等特点，加之其较强的导电性、抗腐蚀性、导热性，多被运用到航天事业、汽车机械事业以及医疗器械等领域，但这些领域对铝合金的焊接工艺要求非常高。而激光扫描焊接工艺是近几年来新兴的一种高效的焊接技术，作为一种新兴的焊接工艺被广大学者认可与关注。但其焊接过程中容易出现的气孔缺陷问题，严重影响材料结构的质量和发展前景，更新与完善现有的焊接工艺对发展铝合金事业而言至关重要。本文从分析激光扫描焊接技术的特点和难点入手，针对激光扫描焊接工艺在铝合金焊接中的应用进行探讨，以期发挥铝合金的应用价值，提升材料使用率。

一、激光扫描焊接技术的特点

激光扫描焊接工艺主要是借助激光束通过透射到扫描镜上的 X、Y 轴这两个反射镜上，再通过计算机对反射角度进行有机调控，从而确保焊接的正确定位点，达到提高焊接工艺质量、提升铝合金使用效率的目的。它的特点在于具有较强的灵活性，不仅扫描范围广，定位以及焊接气孔之间的衔接还特别的牢固，有利于降低激光污染。相较于传统的电弧焊，现今的激光扫描焊接技术具有较为明显的优势，如热输入低、变形小等。其中多个焊接点是其区别于传统焊接工艺的一大特性，不仅有助于提升工作效率，还能有效确保焊接质量，故其是现阶段铝合金焊接工艺中使用频率较高的一种焊接技术。

但因为铝合金材料自身的特性，在激光扫描焊接的使用过程中，往往会出现气孔缺陷等问题，进而影响焊接质量与效果。研究表明，铝合金在焊接过程中出现的气孔缺陷等问题，主要与工作本身不洁净与匙孔的稳定性差等因素有关。在激光扫描焊接过程中，匙孔内部正处于振荡状态，内部液态金属会在焊接的热气中加剧流动，加之金属的蒸汽外喷会使保护气体吸入匙孔底部，产生气泡，进入熔池。而激光扫描焊接技术焊接速度会在较短时间冷却下来，这样气泡无法及时排出从而留在焊缝处形成气孔。

二、激光焊接铝合金技术的难点

（一）铝合金的表面对激光光线具有较强的反射性。因铝合金属于有色金属，对光线具有反射性，而激光是一种更强烈的光束，一旦接触到铝合金材料的表面将更容易引起反射，换言之，铝合金对激光这种具有强烈光束的因子具有高反射率与低吸收率。此外，铝合金具有较强的导热性，容易在激光扫描焊接过程中出现热量的导移，导致焊接失败。所以，在激光扫描焊接铝合金的过程中，需要密切注意与提高激光功率密度，杜绝反射与导移现象的发生，争取极短时间高密度焊接，如此一来就能有效防治反射性问题的发生。

（二）激光焊接铝合金需做好充足准备。因铝合金具有较强的活泼性与易氧化性等特点，其表面易吸附大量灰尘水分。所以，在进行激光扫描焊接时，如果没有充足的准备，其表面所吸附的东西很容易就留在其表面，从而严重影响铝合金质量与焊接效果。因此，进行激光扫描焊接铝合金时，需将铝合金表面清洗干净，去除掉漆表面的油污。同时，还需要防止焊接过程中发生氧化作用而造成爆炸风险，故需去除掉金属表面氧化膜。

三、激光焊接铝合金技术的应用

（一）激光焊接铝合金工艺在石油管道中的应用。在石油管道中，运用铝合金管道能够有效增加管道口径、增加石油管道壁的厚度，让运输管道能够在有限的时间内运输最多的石油。但石油运输有很高的危险性，易发生石油泄漏，稍有不当就会造成数以亿计的财产损失或成百上千的人员伤亡，并严重污染环境与地下水。对此，在铝合金的石油管道焊接过程中，需要着重提升焊接质量，避免出现气孔缺陷等问题。而激光扫描焊接技术在铝合金石油管道过程中，能够产生巨大功效，通过这种焊接工艺，能够有效控制焊接的质量确保所焊接的工艺符合材料的需求，特别是能不在开坡口的前提下完成焊接操作。在焊接过程中，一次成型的焊缝质量往往比较高，能够避免石油泄漏等风险，提升石油运输的安全性。可见，激光扫描焊接工艺在铝合金石油管道中应用，能够确保焊缝之间的严密性，确保石油运输的安全性，从而提高铝合金在石油管道中的应用效率。

（二）激光焊接铝合金工艺在汽车制造业中的应用。随着时代的发展、社会的进步以及人们生活水平的不断提升，出门旅行乘车打的似乎已成了人们习以为常的事情，同时也对我们出门旅行的交通工具提出了较高要求。因此，汽车行业也在不断寻找新型耐用的材料与技术手段来提升汽车质量，确保人们出行质量。将先进的激光扫描焊接技术运用到汽车制造业中，通过薄铝合金激光焊接技术的制造与应用能够有效减轻车身重量，减少汽车制造业工序，提升制作效率，赢得广大汽车制造商的青睐。所以，想要拓宽铝合金的使用范围，就需要充分重视激光扫描焊接铝合金工艺在汽车制造业中的应用，利用激光扫描焊接工艺凸显汽车制造业的优势，确保人们的出行安全，为人们的出行和旅行提供一个重要的保障，从而也拓宽了铝合金的使用范围。

（三）激光扫描焊接铝合金工艺在航天事业中的应用。众所周知，在航天领域中，对材料的使用具有严格的要求，不仅需要确保材料的高精度性，还需要确保其持久的耐热性、稳固性以及持久性。唯有满足这些条件，才能确保我们所制造出的飞机、火箭、卫星等航天器能够在高温环境下顺利完成飞行任务。通过激光扫描焊接铝合金技术所制造出的航天飞行器，能有效降低制造成本、减轻机身的重量。如德国通过激光扫描焊接铝合金工艺的使用制造出了 A350 系列飞机的零件，促进了航天事业的向前推进，是铝合金发挥其作用的重要体现。可见，结合激光扫描焊接工艺，能有效确保铝合金物尽其用，为我们人类的社会生活与发展提供福利，从而促进人类更好地生活。

总而言之，铝合金是现阶段工艺发展过程中使用范围最广的材料之一，不仅能够运用在石油管道中，还能运用到汽车制造业中以及航天事业中，同时还能运用到医疗器械中，这些领域与我们的生活息息相关。因此，确保铝合金的使用效率，提高其利用率，是我们现阶段各行各业中的重点。此外，激光扫描焊接工艺作为现阶段一种新兴焊接技术，能够有效解决传统焊接中气孔缺陷的问题，通过拓宽激光扫描焊接工艺在铝合金材料中的使用范围，确保铝合金能够物尽其用，发挥其最大功效，从而为人类的生活与发展提供有力的物质保障。

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（责编 罗汝君）

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