防锈铝合金具有优良的耐腐蚀性,广泛应用于船舶制造、海洋工程、水下装备的焊接中。随着构件形状的日益复杂,结构强度的日益提高,这对焊接工艺、加工精度提出了更高的要求。传统的氩弧焊方法存在焊接效率低、热输入量大、接头变形严重、热影响区软化等问题,严重限制了防锈铝合金的应用发展。电子束焊接方法加工精度高,焊接过程可以在高真空环境下进行,能够有效提高防锈铝合金焊接的接头质量,对工业应用发展具有重要意义。本文针对5mm厚3003和5083两种典型的防锈铝合金材料,采用法国TECHMETA公司生产的LARA52型真空电子束焊机进行焊接,并对焊接工艺进行优化,优化的主要参数有加速电压、电子束流、焊接速度、聚焦电流,考查指标主要为焊缝成形质量和接头的静态力学性能。于此同时,利用超景深显微镜、扫描电镜、EDS能谱、X射线衍射等分析手段对优化后接头的显微组织和析出相进行分析,研究电子束焊接的成形机理和产生接头性能差异的主要原因。研究发现,加速电压是影响电子束焊接质量的最主要因素,应先对加速电压进行优化,再依次对电子束流、焊接速度、聚焦电流进行优化。当加速电压为35k V,电子束流为75mA,焊接速度为800mm/min,聚焦电流为1.32A时,3003铝合金的接头质量最好,抗拉强度可达母材的73%;当加速电压为40kV,电子束流为75mA,焊接速度为900mm/min,聚焦电流为-0.02A(下聚焦)时,5083铝合金的接头质量最好,抗拉强度可达母材的92.3%,所得的焊接参数即为最优参数。3003铝合金的焊缝组织主要由中心匙孔区细小等轴晶、焊缝区等轴晶、熔合线附近柱状晶组成;5083铝合金的焊缝组织主要由焊缝中心等轴状枝晶、熔合线附近的柱状枝晶组成。3003铝合金母材及焊缝均没有明显的第二相分布;5083铝合金母材在轧制状态下形成的非平衡共晶组织,并分布着少量的多边形块状(FeMn)相,焊缝区中心形成的离异共晶体。5083铝合金母材和焊接接头的性能显著高于3003铝合金,利用优化后的工艺焊接得到的接头质量达到课题要求,优化参数可用于指导工业生产。