采用光纤激光焦点旋转的焊接方法进行2 mm厚2060铝锂合金薄板填丝(ER4047)焊接试验。利用高速摄像仪观察焊丝熔滴过渡行为及熔池流动行为,采用光学显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝成形质量、气孔形貌、显微组织、化学成分、断口形貌、硬度及接头强度进行分析。结果表明:旋转的激光焦点周期性地作用在熔池及焊丝末端,致使熔池长度增加,熔池流动更平稳且波动幅度减小;焦点旋转可以有效改善焊缝成形,抑制飞溅和气孔的产生;焊缝等轴细晶区的宽度及该区的晶粒尺寸减小,靠近细晶区的柱状晶尺寸也有所减小。与非激光焦点旋转焊接接头相比,激光焦点旋转焊接接头熔合线附近的显微硬度和强度略有升高,接头断裂在熔合线附近,断口呈混合断裂特征。

利用焦点高频旋转方法进行了光纤激光点焊工艺研究，并与传统激光点焊工艺进行了对比分析。结果表明，在热导焊接模式下，利用激光焦点高频重复扫描的熔池热积累效应，通过调节激光旋转工艺参数，可以有效调控焊点形貌。随着热量的不断累积，焊点形貌由双“V”形转变为“W”形，直至“U”形。与传统激光点焊工艺相比，焦点高频旋转点焊的焊点宽深比大，且基本无气孔缺陷。同时，该方法可以有效调控焊点显微组织及显微硬度。