气孔缺陷是铝合金T型接头双侧激光焊接面临的主要问题, 基于其工艺特点, 文中系统研究了表面处理状态、光束入射角度、焊接速度、热输入和光束间距对气孔缺陷的影响规律。研究结果表明: 铝合金表面保留一定厚度的纯铝包覆层才能最大程度地降低气孔缺陷; 采用较大的光束入射角度和较高的焊接速度可以有效降低气孔缺陷, 主要原因是小孔上方金属流动趋势由对流变为流向小孔内部更有利于气泡的逃逸; 降低焊接热输入和增加光束间距均不利于降低气孔缺陷, 造成小孔形状和贯通性改变并引起熔池流动行为的改变是其本质原因, 保证双侧小孔对称和贯通才能利于气泡逸出并降低气孔缺陷。

采用双侧同步填丝激光焊接的方法获得Ti-6Al-4V 合金T 型接头，研究激光焊接参数对焊接缺陷如未熔合、气孔等的影响。试验结果表明：未熔合缺陷的产生由激光功率、焊接速度、激光入射角度及入射位置等参数所决定，足够大的焊接热输入(较高的激光功率，较小的焊接速度)，较小的激光入射角度以及较高的激光辐照位置可以避免出现未熔合缺陷。激光功率一定时，出现未熔合缺陷的焊缝在焊接过程中，熔池上方等离子体/金属蒸气喷发量多于无此类缺陷的焊缝。不同焊接参数下T 型接头焊缝中的气孔缺陷具有典型的小孔型气孔特征，激光功率一定的情况下，较高的焊接速度有利于减少此类气孔。

采用双侧光纤激光同步焊接2060/2099铝锂合金机身壁板T型结构(蒙皮和桁条)，对成形控制和横向（LT）拉伸性能进行研究及简要分析。研究结果表明：光束入射角度在可调范围内尽量小，以实现蒙皮与桁条形成良好的熔合；当光束入射位置偏移桁条0.1 mm时，焊缝轮廓角度在45°~50°之间，T型接头横向拉伸强度达到最大；严格控制光束间距实现双侧熔池相互贯通以保证双侧焊缝组织的均匀性和提高接头力学性能；匹配送丝速度和焊接速度合理的比值，以实现焊缝表面平滑过渡。对于焊缝熔合充分且组织均匀的焊接接头，焊缝熔深是制约横向拉伸强度的关键因素，熔深控制在1 mm以内，接头横向拉伸强度平均为蒙皮母材强度的80.1%，最大可达蒙皮母材强度的82.1%。

针对国产大型客机机身壁板双侧激光同步焊接的铝合金T型接头，系统研究了接头组织特征及力学性能。试验结果表明：从焊缝中心到母材依次存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区5个特征区域，蒙皮侧热影响区是接头最薄弱环节；接头拉伸强度取决于焊缝熔深，平均横向与轴向拉伸强度分别为母材的87.8%和53.1%，试件均起裂于蒙皮焊趾处，断口分别表现为韧性断裂和脆性断裂；平均纵向拉伸强度为母材的90.8%，平均延伸率约为8.4%，断口韧窝小而浅，呈现出韧性与脆性混合断裂特征，熔合线附近焊缝存在撕裂痕迹；疲劳失效首先发生于蒙皮焊趾处并最终断裂于蒙皮，条件疲劳强度约为80.7 MPa；焊趾处断口表现出韧性和脆性混合断裂特征，蒙皮位置呈现脆性断裂特征。

以国产大型客机机身壁板铝合金T型接头双侧激光同步焊接技术的开发为背景，系统地研究了焊接工艺参数与光束姿态对焊缝成形质量的影响，初步探讨了接头的微观组织特征。试验结果表明：采用双侧激光同步焊接方法可以实现机身壁板T型接头的焊接，获得了成形质量良好的接头。激光功率和焊接速度的匹配应使热输入控制在25～35 J/mm之间，同时应匹配合理的送丝速度以保证焊缝表面平滑过渡；在满足熔深及熔合面积要求的前提下，应采用较小的光束入射角度以降低热输入对蒙皮背部的热影响；当光束入射位置偏移桁条0.2 mm左右时，焊缝角度为45°～50°，同时T型接头的拉伸强度达到最大值；必须严格控制光束间距实现双侧熔池相互贯通以保证双侧焊缝对称和提高力学性能。T型接头微观组织存在等轴晶区、柱状晶区、部分熔化区、过热区和母材区等5个特征区域，部分熔化区随着远离焊缝中心越来越窄且蒙皮侧较桁条侧明显。