6061和2A12铝合金在人造卫星、航空航天、军事装备、铁路系统、海洋工业等领域有大量应用,因此两种铝合金的异种连接有很多需求。但是两者因为合金成分的差异性,容易在焊缝中出现偏析、气孔等问题。激光扫描焊接能通过光束的高频振荡作用搅拌熔池,改善焊缝冶金行为,为解决6061/2A12异种铝合金的焊接难题提供了新方法。为此,本文系统研究了3 mm薄板和20 mm厚板6061/2A12异种铝合金的激光扫描焊接工艺,探讨了光束振荡扫描参数对焊接接头成形、微观组织和焊接接头力学性能的影响规律,主要研究结果如下:对于3 mm薄板焊接,激光束扫描行为可以细化晶粒、促进等轴晶产生并且改善焊缝溶质偏析。首先,激光扫描频率和扫描幅度的增加,促进了熔池的流动,对柱状晶的生长有破坏作用,形成破碎的枝晶,其次,由于激光束的搅拌,熔池的温度梯度越来越小,熔池过冷度越来越大。这两个因素促进焊缝的异质形核,形成等轴晶,大量的形核导致焊缝晶粒细化。对于激光扫描焊接,等轴晶比例最高达42.7%,比不扫描焊缝提高80.9%,等轴晶平均直径最小为21.2μm,比不扫描焊缝降低43.3%。匙孔在熔池中的快速搅动促使2A12铝合金侧含Cu元素高的熔流更多的向6061铝合金侧扩散,使焊缝中Cu元素分布更加均匀,对溶质偏析有抑制作用。焊缝中晶粒的细化、等轴晶区的增加对焊接接头韧性有较大影响,当激光束扫描频率从0 Hz增加到500 Hz时,拉伸试样延伸率从3.0%增加至6.6%,当激光扫描幅度从0 mm增加至1.6 mm时,拉伸试样延伸率从3.0%增加至6.8%。对于20 mm厚板焊接,激光功率和焊接电流对窄间隙焊接未熔合的影响较大,而激光扫描频率对未熔合缺陷的影响相对较小。焊缝下凹有利于抑制未熔合缺陷,激光功率的增加,促进了高温熔流向焊缝边缘流动,将窄间隙侧壁熔化,在表面张力的作用下形成下凹的焊缝上表面。当电流大于100 A时,熔池相对稳定,有利于形成下凹的焊层上表面。但是激光扫描频率对焊缝上表面的下凹影响较小。激光扫描焊接工艺可以解决铝合金焊缝中的气孔问题。随着光束扫描频率的增加,气孔率逐渐降低,当光束不扫描时,气孔率为10.6%,然而当扫描频率大于400 Hz时,焊缝中气孔完全消失。气泡在熔池中的产生和消除是一个动态的此消彼长过程。在激光扫描填丝焊中,气泡的产生来源于熔池中的氢的析出以及匙孔的坍塌,气泡的消除来源于它的逸出以及匙孔的捕获,只有当气泡的消除能力大于气泡的产生能力时才不会在焊缝中出现气孔缺陷。对于20 mm厚板焊接,优化的光束扫描频率为300-500 Hz范围内的焊接接头,力学性能相差较小。由于6061铝合金侧热影响区软化较严重,断口大都在6061铝合金侧热影响区,各焊层抗拉强度相差较小,差值在20 MPa以内,焊接接头最大抗拉强度达到227 MPa,是6061母材的73%。各焊层延伸率相差也较小,在2.2%以内,最大延伸率为9.1%,达到6061母材的65%。这是由于在300-500 Hz范围内,焊缝中的气孔缺陷极少甚至完全没有,使焊接接头性能良好。