高強鋁合金具有較高的比強度、比剛度,良好的耐腐蝕性能、加工性能和力學(xué)性能, 已成為航空航天、艦船等載運領(lǐng)域結(jié)構(gòu)輕量化制造不可或缺的金屬材料,其中飛機應(yīng)用最多。焊接技術(shù)在提高結(jié)構(gòu)材料利用率、減輕結(jié)構(gòu)重量、實現(xiàn)復(fù)雜及異種材料整體結(jié)構(gòu)低成本制造方面獨具優(yōu)勢,其中鋁合金激光焊接加工技術(shù)是倍受關(guān)注的熱點。
與其他焊接方法相比,激光焊接同時具有加熱集中、熱損傷小、焊縫深寬比大、焊接變形小等優(yōu)勢,焊接過程易于集成化、自動化、柔性化,可實現(xiàn)高速高精度焊接,特別適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高精度焊接。
1、CO2氣體激光
工作介質(zhì)為CO2氣體,輸出10.6μm波長激光,按激光激發(fā)結(jié)構(gòu)形式分為橫流和軸流兩種。橫流CO2激光輸出功率雖已達150kW,但光束質(zhì)量較差,不適合焊接;軸流CO2激光具有較好的光束質(zhì)量,可用于對激光反射率高的鋁合金焊接。
2、YAG固體激光
工作介質(zhì)是紅寶石、釹玻璃和摻釹釔鋁石榴石等,輸出波長為1.06μm的激光。YAG激光比CO2激光更易于被金屬吸收,并且受等離子體影響較小,為光纖傳輸,焊接操作靈活,焊縫位置可達性好,是目前鋁合金結(jié)構(gòu)焊接的主要激光器。
3、YLR光纖激光
是2002年以后發(fā)展起來的新型激光器,以光纖為基質(zhì)材料,摻雜不同的稀土離子,輸出波長范圍在1.08μm左右,也是光纖傳輸。光纖激光革命性地采用了雙包層光纖結(jié)構(gòu),增加了泵浦長度, 提高了泵浦效率,從而使光纖激光器的輸出功率大幅提高。與YAG 激光相比,YLR光纖激光雖然出現(xiàn)較晚,但具有體積小、運行成本低、光束質(zhì)量高等優(yōu)點,而且獲得的激光功率高。