铝合金因其密度小、易于加工、耐腐蚀和塑性好等优点已被广泛应用于生活中的各领域,而7075铝合金是常温下强度最高的铝合金,其在航空航天和汽车等行业逐渐成为重要的材料选择。然而,对7075铝合金使用一般的焊接方法很难得到较好的焊缝和接头质量。激光能够将高能量集中在狭小区域内,使工件局部温度迅速升高,达到或超过熔点。激光焊接有着焊接速度快、变形量小、焊缝连续和热影响区小等特点,是铝合金比较理想的焊接方法。本文通过焊接试验研究了厚度为1mm的7075铝合金板激光焊接焊缝形状和焊接接头,研究了电流、脉宽和激光频率对接头性能和熔池形状的影响,同时分析了焊缝区域的金相组织和显微硬度。研究发现,激光焊形成的焊缝连续且美观;焊接工艺参数对焊缝熔宽和熔深影响明显:电流过小会使焊缝末端凹陷,电流过大时焊缝会形成气孔,脉宽与熔宽和熔深成正比,而频率与其成反比,这是因为加大脉宽增加了焊件热流输入的时间,而升高频率降低了单频率的能量密度;焊缝组织晶粒相较母材组织晶粒更为细小,母材区域、焊缝区域和熔化区的显微硬度依次呈递减趋势。基于有限元软件ANSYS选取平面高斯热源和锥体热源的组合热源模型对铝合金激光焊接温度场进行了数值模拟,通过编制APDL语言程序实现移动热源的加载,考虑了材料参数随温度变化特性,分析了焊接温度分布和温度时变特性,并研究了工艺参数和热源模型参数对温度场的单因素影响,对比分析了采用单一平面高斯热源模型与组合热源模型的结果。结果显示,焊件高温区域集中于输入激光能量的焊缝区域附近,焊缝区温度在激光作用下呈近似阶跃状上升,组合热源模型在薄板低功率激光焊接研究中优势不明显,数值模拟结果与试验结果有较好的吻合性,这也说明了仿真模拟的合理性和准确性。本文对7075铝合金焊接试验及工艺参数的研究为优化高强度铝合金焊接工艺等提供了参考,该材料的焊接温度场的模拟分析为铝合金焊接参数选择奠定理论基础。