鋁合金門窗激光焊接工藝淺析

鋁合金門窗因具有環保節能、系統構成、智能化等優勢受到眾多消費者青睞，在門窗市場的占有率保持在55%以上，每年國內鋁合金門窗定制需求市場達600億元以上。未來，受國家建筑節能政策和能源危機的影響，環保型鋁合金門窗的使用比重將逐步提高，市場份額還將增大。

鋁合金的焊接要求包括：焊接表面要求凸起，不能有凹陷現象，焊接表面不能有裂紋、氣孔等焊接缺陷問題；此外，焊接過程中需要注意首尾點的處理，在門框的焊接中一定不能有重點的現象，否則門框在打磨后會出現缺陷。

傳統的焊接方式容易出現氣孔或者是產生熱裂紋現象，很難保障鋁合金材質的焊接品質，而且鋁合金門窗對焊接質量的要求非常高。采用激光填絲焊可減少焊接缺陷的產生，接下來，我們對傳統激光焊接工藝和激光填絲焊接工藝做個對比。

傳統激光焊接工藝

擺動激光焊接（不加輔助材料）

擺動激光焊接原理見圖1，其優劣勢及焊接技巧分析如下。

圖1 不加輔料激光焊接原理圖

⑴優勢：焊接設備簡單，無需耗材。

⑵劣勢：焊接起始收尾點易產生重點現象。對于焊接拼接間隙要求大，不然易產生塌陷現象；焊接過程相比填絲焊沒有那么穩定，易產生焊接缺陷。

⑶焊接技巧：采用高速焊接（60～150mm/s）減輕首尾重點現象，添加擺動焊接，降低表面的凹陷量。采用單模激光器讓鋁材達到更好的吸收率，防止鋁材的高反現象對激光器造成損傷。

⑷工藝參數。

不加焊材激光焊接鋁材的工藝參數見表1。

表1 焊接工藝參數（激光器型號MFSC1000-3000W）

不加焊材焊接最終得到的成品前后對比見圖2。

圖2 不加焊材焊接前后對比

激光填絲焊接工藝

擺動激光焊接（添加輔助材料）

激光填絲焊接工藝原理見圖3。其優劣勢及焊接技巧分析如下。

圖3 激光填絲焊接原理圖

⑴優勢：焊接起始收尾點易調節；對于焊接拼接間隙容差性大，不易產生塌陷現象；焊接過程穩定，焊接缺陷較少。

⑵劣勢：機器結構較為復雜。

⑶焊接技巧：采用填絲焊接，增加表面凸起量，降低內部焊接缺陷（氣孔、裂紋等），擺動焊接可以增強送絲的容錯性。單模激光器讓鋁材更好地達到吸收率，防止鋁材的高反現象對激光器造成損傷。

⑷工藝參數。

激光填絲焊接鋁材的工藝參數見表2。

表2 焊接工藝參數（激光器型號MFSC1000-3000W）

激光填絲焊接得到的成品及內部金相圖見圖4。

圖4 激光填絲焊接內部金相圖及焊接成品

激光器選用

推薦激光器：1500-3000W單模塊連續光纖激光器。

⑴模塊化設計，性能穩定。

內部結構采用光電模塊分離設計，運行性能更穩定。

⑵維護便利，減少停機。

光模塊、電模塊、控制單元、驅動單元可在客戶端直接更換、升級、維護。

⑶可定制化，滿足多種需求。

用戶可根據不同加工需求，選擇不同芯徑的光纖，滿足差異化加工需求。

⑷光斑能量分布均勻，穩定加工。

減少焊接飛濺，厚板切割能力更穩定。

⑸多場景，應用廣泛。

可配合激光加工頭、振鏡等與機器人、機床等進行系統集成，做激光精細切割、精密焊接加工，應用于3C、五金、醫療、汽車、航空等領域。

結束語

在中厚鋁合金門框與燈框（材料：五系/六系鋁；材料厚度：0.5～3mm）的焊接中，激光加工有著明顯的優勢，加工速度快，變形量小，表面光滑平整，強度大，易于自動化集成。我們隨著市場的認可和技術的更新發展，激光焊接的應用領域會進一步擴大。