5A06铝合金具有耐蚀性好、比强度高、退火后焊接性能好等优点,在航空、航天、汽车、化学工业等场合得到广泛应用。在航空航天领域,为保证筒体内部元器件的工作环境,筒体外的加强筋都采用非熔透焊接,较为普遍的是电弧铆焊,通过填充焊丝改善焊点的性能,但是焊点表面会有很大的凸起,筒体内部容易产生变形,加强筋与筒体的搭接边尺寸大,不仅浪费材料,还增加了筒体的重量。激光具有优良的传输和聚焦性能,聚焦后可以达到很高的功率密度,而且作用时间短、焊接速度快、热影响区小、焊缝组织细小致密,接头可以达到很高的性能和极小的变形。使用激光不仅可以点焊,而且可以很容易实现快速的连续缝焊,达到比单个焊点强度高得多的焊接接头。针对如何在非熔透的情况下,保证焊接接头具有良好的表面质量和力学性能,本文采用6k W高功率光纤激光器对5A06铝合金进行了非熔透搭接焊数值模拟和试验研究。(1)简要阐述了激光焊接的原理及模式,分析了激光焊接相对于传统焊接方式的优势以及制约激光焊接扩大应用的因素,介绍了国内外铝合金激光焊接、非熔透激光焊接以及激光焊接数值模拟的研究现状。对铝合金材料种类以及铝合金激光焊接的难点进行了介绍,阐述了铝合金激光焊接中容易产生的缺陷以及相关的抑制办法。(2)对5A06铝合金非熔透激光焊接进行数值模拟,结合激光深熔焊接的熔池特征,选取合适的热源模型,使用有限元软件ANSYS,在考虑材料的热物理性能参数和边界条件下,对5A06铝合金非熔透激光焊接温度场和应力场进行了仿真分析,研究了焊接过程中焊缝不同位置的热循环情况以及应力分布情况。(3)开展了非熔透激光焊接5A06铝合金的试验,在确定激光功率和正面保护气的情况下,通过改变单一变量法,研究了焊接速度、离焦量、板间间隙对焊缝表面形貌、熔深以及合金元素烧损的影响规律,并对相关机理进行了分析。对优化参数后得到的非熔透激光焊接接头进行了微观组织分析以及力学性能检测,并与工业上现用的非熔透电弧铆焊接头强度进行了对比。