2．實驗結果與討論
2.1 連續雷射焊接
連續雷射焊接焊縫表面成型如下圖：
通過實驗，我們將離焦量、焊接速度、雷射功率對焊縫表面的影響總結如下：
雷射深熔焊的離焦方式有三種：正離焦，零離焦與負離焦，一般要求焊接深度較大時採用負離焦，而針對薄材料焊接時多採用零離焦或者正離焦。在鋁合金雷射焊接中，離焦量的變化對焊縫的表面成形和熔深都有較大的影響。如上圖1－4所示，在零焦點和正離焦量條件下焊縫成型比較平滑，但熔深隨之變淺，甚至出現焊不透的現象。隨著負離焦的增大，焊縫表面變得粗糙，熔深也隨之增加。當離焦量為－2mm時，焊縫表面蒸發劇烈而出現溝壑，下表面也出現明顯下塌。所以3003鋁合金焊接的聚焦範圍在－1mm左右時可獲得較好的表面成型以及良好熔深。
雷射焊接速度對焊縫表面成型影響也較大，如圖5－8所示，在高速焊接時表面成型較為粗糙，隨著速度的降低焊縫表面成型較為平滑，但速度過低由於單位輸入的線能量較大，下表面也會出現下塌現象。
在進行工藝參數優化時，同時發現在保持零離焦量和焊接速度等其他工藝參數不變的條件下，當功率低於1500W時，焊接基本不能進行，只是對表面進行一定加熱。當高於1500W時，可以進行正常焊接。所以針對3系鋁合金材料雷射焊接，存在一個雷射功率密度的閾值，當高於此閾值時才能實現焊接。
2.2 脈衝雷射焊接
脈衝雷射焊接焊縫表面成型如下圖：
採用脈衝模式對3003鋁合金進行焊接，如圖1－4所示，在雷射功率為2000W，離焦量為0的位置時進行焊接，發現無論是改變調製頻率還是佔空比，焊點的成型均由於功率密度過大，造成焊縫熔池中低熔點Mn金屬元素的蒸發汽化，蒸汽壓力造成金屬飛濺，焊縫表面粗糙，焊縫不連續，有孔洞。當佔空接近100％（及接近連續焊接時），焊縫上表面會出現較嚴重的溝壑，下表面會出現下塌，如圖5所示。
通過對比改變離焦量發現在離焦量為＋1時焊縫表面成型最好，在離焦量為＋2時雖然焊縫表面成型較好，但由於離焦太大雷射功率密度不足，直接由深熔焊變為熱傳導焊，僅熔化工件表面，如圖5－7所示。
採用單一變量法對6－7、6－11、7－8、8－9、10－11、12－13進行實驗數據分析得知，雷射功率密度對3003鋁合金焊成型影響最大。雷射頻率與焊接速度兩個參數共同決定了光斑重合率的大小，所以要獲得緻密魚鱗紋可以增加雷射焊接頻率或者降低焊接速度，一般工業加工對產品產能有嚴格的要求，所以在進行需要控制魚鱗紋緻密性的焊接時，例如微波組件的雷射封裝焊接，要適當的提高雷射焊接頻率。雷射焊接佔空比不僅影響焊縫的深度和整個焊接件的變形程度，也會影響焊縫的熱影響區晶粒的大小，這對焊接接頭的承受抗拉壓應力是極其重要的。
3．結論
綜合以上實驗結果，通過連續－脈衝雷射焊接的相比較，發現：在單位時間內線能量一定的條件下，雷射功率密度對3003鋁合金的焊縫成型起著關鍵作用。
所以在對3003鋁合金進行焊接時不僅要考慮離焦量的變化，更重要的是選擇雷射器時要充分考慮雷射器的光斑模式（即光纖雷射器的模塊組成分為單模和多模兩種，單模雷射器的纖芯比較細，光束質量優於多模，能量分布呈高斯分布，中間能量密度最高，三維圖是一個尖圓的山峰狀。多模雷射器的纖芯相比粗一些，光束質量相比單模要差一些，能量分布相比單模光斑平均一些，三維圖像一個倒扣的杯子，從邊緣陡峭程度來看，多模的比單模的陡峭很多）。同時影響雷射功率密度也有雷射焊接頭的準直聚焦的配比。