CN109562491A - 铝合金激光焊接系统以及激光焊接铝合金的方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于焊接铝的激光焊接装置的系统和方法。该装置包括：激光发生器(102)，用于产生焊接型激光功率；以及透镜(104)，用于将焊接型激光功率聚焦在铝工件(118)上的焦点处，以产生焊接熔池。激光扫描仪(106)用于控制透镜以在焊接期间在铝工件上沿多个维度移动焊接型激光功率的焦点，激光发生器和激光扫描仪进行焊接而不必将填料金属添加到工件上。

Description

铝合金激光焊接系统以及激光焊接铝合金的方法

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年7月22日提交的美国临时专利申请序列号62/365,551和2017年7月20日提交的美国专利申请15/655,569的优先权和权益，其全部内容以引用方式并入本文中。

背景技术

焊接是一种工艺，其已在历史上成为节约成本的接合方法。焊接就其本质而言只是粘合两件母材的方式。激光焊接是一种用于通过使用激光接合多件金属的焊接技术。光束提供集中的热源，能够精确控制热输入和实现高焊接速度，产生低热量输入的焊缝和小的热影响区。在各种应用中，出于不同的目的可能需要填料金属，诸如填充间隙，强化接头，覆盖基板表面，构建目标或充当缓冲介质。可以通过预沉积层或通过馈送粉末或线材而将填充材料引入熔池中。

常规的基于激光的焊接工艺对填料金属使用固定光束。固定光束激光焊接工艺会受到严格的间隙公差、热变形、热影响区等的限制。因此，需要一种对常规的基于激光的焊接系统作出改善的系统和/或方法。

发明内容

本发明总体涉及激光焊接系统、方法和设备。更具体地，本发明涉及用于铝合金的激光焊接系统并且公开了激光焊接铝合金的方法，基本上如结合至少一幅附图所示和描述，如权利要求中更完整地阐述。

附图说明

图1是根据本发明各方面的示例性激光焊接系统的示意图。

图2示出了根据本发明各方面的可由激光扫描仪使用以在工件上沿多个维度移动激光束的焦点的示例性图案。

图3A和图3B示出了根据本发明各方面的用图1的激光功率的焦点在工件上勾勒出的示例性叠加图案。

图4A示出了根据本发明各方面的固定激光束的光束路径和工件的截面图，而图4B示出了振荡激光束的示例性光束路径和工件的截面图。

图5A示出了根据本发明各方面的由固定激光束产生的焊接熔池，而图5B示出了由振荡激光束产生的示例性焊接熔池。

图6示出了根据本发明各方面的焊接熔池的示意图。

图7A至图7E示出了根据本发明各方面的由振荡激光束产生的示例性数据。

图8示出了根据本发明各方面的由固定激光束产生的示例性数据。

图9A示出了根据本发明各方面的与固定激光束相关联的示例性加热和冷却分布图，而图9B示出了与振荡激光束相关联的示例性加热和冷却分布图。

图10A示出了根据本发明各方面的与固定激光束相关的示例性加热和冷却分布图，而图10B示出了与振荡激光束相关联的示例性加热和冷却分布图。

图11A示出了根据本发明各方面的由固定激光束产生的熔池的示例性温度图，而图11B示出了由振荡激光束产生的熔池的示例性温度图。

图12A示出了根据本发明各方面的图2的示例性圆形图案，而图12A示出了用于控制激光功率和焦点的示例性控制波形。

图13A示出了根据本发明各方面的由固定激光束产生的凝固焊道的横截面图像，而图13B示出了由振荡激光束产生的凝固焊道的横截面图像。

图14A是描绘使用常规铝焊接技术的焊接铝工件的横截面的图像，而图14B是示出焊缝中所形成的热裂纹的增强图像。

图15A是描绘使用所公开的示例性焊接方法和设备焊接的另一焊接铝工件的横截面的图像，而图15B是示出在完成的焊缝中不存在裂纹的增强图像。

图16是表示根据本发明各方面的使用激光功率进行焊接、包覆和/或增材制造操作的示例性过程的流程图。

具体实施方式

热裂纹是在焊接金属凝固期间形成的收缩裂缝，并且是焊接铝合金时主要形式的焊接缺陷。通常，当焊接6000系列铝合金(即，铝与镁和硅一起形成合金)时，通过向焊缝添加填充材料来增加镁含量和/或硅含量而减轻热裂纹。例如，关于6000系列铝的焊接，林肯电气公司发布的网站“Aluminum Welding Frequency Asked Questions”(http://www.lincolnelectric.com/en-us/support/welding-solutions/Pages/alu minum-faqs-detail.aspx)敦促焊工“不要试图在不使用填料金属的情况下焊接这些合金。”然而，涉及添加填料金属的常规技术增加了焊接铝的复杂性和成本，并降低了焊接速度。

所公开的示例能够焊接铝合金，包括6000系列铝合金(例如，含有镁和硅)，而不必使用填料金属并且不会在完成的焊缝中引起热裂纹。在一些公开的示例中，用于焊接铝的激光焊接系统包括：激光发生器，用于产生焊接型激光功率；透镜，用于将焊接型激光功率聚焦在铝工件上的焦点处，以产生焊接熔池；以及激光扫描仪，用于控制透镜在焊接期间在铝工件上沿多个维度移动焊接型激光功率的焦点，激光发生器和激光扫描仪进行焊接，而在焊接期间无需将填料金属添加到工件上。

因此，总热输入大大减少，从而热变形和残余应力将减小。将熔池控制在相对小的尺寸，以便可以大大减轻塌陷和下垂问题。

为了促进对要求保护的技术的原理的理解并给出其当前理解的最佳操作模式，现在将参考附图中示出的示例，并且将使用特定语言来描述该示例。然而，将理解的是，并不意图限制所要求保护的技术的范围，在所示装置中作出的这样的改变和进一步修改以及如本文所示的所要求保护的技术的原理的这种进一步应用被认为是通常对于所要求保护的技术所涉及的本领域技术人员是熟知的。

如本文所使用，词语“示例性”意味着用作示例、实例或说明。本文描述的示例不是限制性的，而仅是示例性的。应该理解的是，所描述的示例不一定被解释为比其它示例更优选或更具优势。此外，术语“示例”不要求本发明的所有示例包括所讨论的特征、优点或操作模式。

如本文所使用，术语“焊接型操作”包括焊接操作和/或包覆操作和/或增材制造。

如本文所使用，焊接型电源指的是当向其施加电力时能够提供焊接、包覆、等离子切割、感应加热、激光(包括激光焊接和激光包覆)、碳弧切割或刨削和/或电阻预热的任何装置，包括但不限于变压器整流器、逆变器、转换器、谐振电源、准谐振电源、开关模式电源等，以及控制电路和与之相关的其它辅助电路。

图1是示例性激光焊接系统100的示意图。图1的示例性激光焊接系统100能够改善铝合金的焊接，诸如但不限于6000系列铝合金。图1的示例性系统100的优点在于，既不需要也不希望引入填料金属来进行焊接，同时也避免了完成的焊缝中的热裂纹。示例性系统100在对接接头和搭接接头中也具有较大的间隙公差。图1的示例性激光焊接系统100包括激光加工头101、激光发生器102、透镜104、与激光扫描仪106集成的一个或多个光学器件105，以及电源112。

激光发生器102基于从电源112接收的输入功率产生焊接型激光功率114(例如，定向光能)。激光发生器102可以是发光二极管型激光器或任何其它类型的激光发生器。如本文所使用，焊接型激光功率是指具有某些波长的激光功率，这些波长适合于将能量传递给金属以进行焊接或包覆。

透镜104将焊接型激光功率114聚焦在工件118上的焦点116处。焊接型激光功率114加热工件118以在焊接和/或包覆操作期间产生熔池。

在焊接过程期间，激光扫描仪106控制激光束以在焊接或包覆期间在工件118上(例如，通过透镜104)在多个维度上移动焊接型激光功率114的焦点116。示例性激光扫描仪106可以是使用反射光学器件的任何类型的远程激光扫描头。图1的激光扫描仪106可以是旋转楔形扫描仪，诸如Laser Mechanisms公司出售的旋转楔形扫描仪。通过在多个方向上移动焦点116，激光扫描仪106可以控制焊接熔池中的加热和/或冷却速率。

激光发生器102和激光扫描仪106协作以控制激光功率水平、焦点116的位置和/或焦点116的行进速度，以防止焊接铝中的热裂纹和孔隙。例如，激光发生器102和激光扫描仪106被配置成控制施加到工件118的激光功率水平和行进速度，以防止硅化物沉淀和沿焊接熔池中的晶粒边界的浓度增加到高于对应于热裂纹的阈值浓度。通过控制焊接熔池中的加热和冷却速率，在硅化物能够迁移到晶粒边界以达到足以在完成的焊缝中产生热裂纹的程度之前，可以将6000系列铝中的硅化物就地冷冻后。在一些示例中，激光发生器和/或激光扫描仪106使用一个或多个控制波形，其导致激光功率水平、焦点116的位置的变化和/或基于焦点116的位置(例如，瞬时位置)导致焦点116的行进速度的变化。

激光扫描仪106被配置成相对于透镜104的参考点202根据某一图案移动焦点116。图2示出了可以由激光扫描仪106使用以在工件118上沿多个维度移动焦点116的示例性图案200。图2中所示的图案200是圆形图案，但也可以使用其它图案。然而，应该注意，可以使用任何期望的图案，并且激光扫描仪106可以尤其适于实现这些图案。期望的图案可以包括但不限于具有一条或多条直线和/或一条或多条曲线的图案。在一些实施例中，期望的图案可以包括图案中的中止或中断，诸如其中激光扫描仪106不移动焦点116的时间间隔。期望的图案可以包括圆形、椭圆形、Z字形、8字形、横向往复线、新月形、三角形、正方形、矩形、非线性图案、不对称图案、中止部分或其任何组合。如可以理解，可以针对特定焊缝和/或焊接位置使用图案或图案组合并对其进行优化。焦点116的移动和工件118与激光扫描仪106之间的相对移动(例如，通过使工件118逆着焊接方向204移动)使得焦点116在工件118上勾勒出叠加图案。

如图2中所示，图案200包括在横向方向206(例如，横向于或垂直于焊缝或包覆路径208的方向)上的移动和在纵向方向210(例如，与焊缝或包覆路径208平行的方向)上的移动。焦点116可沿着图案在顺时针方向和/或逆时针方向上被引导。为了产生图2中所示的示例性圆形图案200，激光扫描仪106在横向方向206和纵向方向210上振荡焦点116。虽然图2中示出为圆形，但可以以任何期望产生期望效果的图案产生移动(例如，加热分布、焊接速率等)。

在一些示例中，系统100包括一个或多个气刀使激光扫描仪106(例如，激光扫描仪106的光学器件)保持清洁，和/或从靠近熔池的区域移除烟雾和/或飞溅物。

图3A和图3B示出了用图1的激光功率114的焦点116在工件上勾勒出的示例性叠加图案300。如图3A中所示，由激光扫描仪106使用以移动焦点116的圆形图案与工件118的移动的组合使得在工件上勾勒出细长图案。当激光扫描仪106移动焦点116时，激光功率114在焊接熔池中产生热梯度。变化的热梯度改变了熔池的表面张力，引起搅拌效果，从而改善了所得焊缝。在一些示例中，对焊接熔池的搅动或搅拌防止了硅化物集中和/或迁移到晶粒边界，从而防止或降低热裂纹的可能性。

在一些示例中，基于焦点116相对于参考点的位置，激光发生器102调节激光功率114的功率水平和/或激光扫描仪106调节激光扫描仪106的旋转速度和/或焦点116所限制在内的焦点区域的尺寸(例如，图案200的半径)。例如，可以修改激光功率水平、激光扫描仪106的旋转速度和/或焦点区域尺寸以实现期望的熔池效果和/或影响熔池的加热和/或冷却速率。

如图4A中所示，由固定激光束40产生的焊缝沿着光束路径越过两个工件之间的接头，使得激光束42的中心与接头处的中心线对齐。换句话说，激光束40的路径直接遵循两个工件之间的接头。

相比之下，振荡或移动的激光束44不是通过沿着固定光束路径越过接头前进，而是通过在光束44前进时围绕中心线48移动光束路径来进行焊接，如图4B中所示。在示例中，激光束44可以以基本上圆形的方式围绕中心线旋转。当激光束44沿接头前进时，激光束44以圆形方式旋转，使得光束44的一部分与两个工件之间的接头重叠。

在一些示例中，振荡光束44具有比固定光束40更小的直径。当光束44围绕接头旋转时，振荡光束44的边缘可以保持在距离中心线48的一段距离内，其与较宽的固定激光束40相似。

在示例中，振荡光束44具有的功率水平和行进速率基本上等于用于进行类似焊接的固定激光束40的功率水平和行进速率。在其它示例中，可以改变功率水平和行进速率以实现期望的结果。

有利地，振荡激光束44的移动使热量在更宽的区域上消散。热影响区较小，并且焊缝上的热分布更均匀。如图4B中所示，振荡激光束44的中心在振荡激光束44旋转和前进时越过中心线48(例如，接头)。如图7A至图7E中表示的图形数据所示，这些点对应于温度的临时峰值，而固定光束将连续地在接头处保持强烈温度，如图8中所示。

如图5B和图6的示例中所示，当振荡激光束58前进时，熔融金属56以大致顺时针方式被“搅拌”60。振荡激光束58的圆形移动在熔池56内产生电流60。例如，熔融金属受光束移动影响以旋转模式流动。相比之下，如图5A中所示，在固定光束52的尾流中的熔融金属50从光束的两侧向后流动，由电流54示出。

图7A至图7E示出了表示在使用振荡激光束的焊接操作期间沿中心线的温度分布的图形数据，如参考图1至图6所述。例如，图7A开始于0.45秒进入焊接操作，示出距离中心线约0.009米处的1500和1750开氏度之间的峰值。在0.46秒时，温度尖峰高于2000开氏度。如图7D和图7E中所示，温度尖峰是分开的，表示当激光横穿中心线(例如焊接接头)时加热曲线的分布。相比之下，如图8中所示，固定光束激光器将保持统一的温度峰值，因为焊接路径不会偏离接头。

振荡光束的移动带来若干优点。例如，与如图9A中所示的固定束激光器的加热曲线和冷却速率相比，加热曲线更具分布性，并且在由振荡光束产生的焊接熔池中冷却速率增加，如图9B中所示。图10A和图10B示出了热模拟，表示为实际焊接的视频及其图形表示。图10A和图10B分别表示固定光束激光焊接和振荡光束激光焊接。

在熔池的温度图中进一步示出振荡焊接的有利加热曲线，如图11B中所示。如图所示，与如图11A中所示的由固定光束激光器产生的熔池的温度图相比，温度峰更尖锐，这表示更快的冷却速率。

图12A示出了图2的示例性圆形图案200。图12B示出了用于控制激光功率114和焦点116的控制波形402、404、406。在图12B的示例中，波形402表示由激光发生器102产生并施加到焦点的激光功率。波形404表示被提供给激光扫描仪106以控制焦点116的横向位置的横向位置命令，而波形404表示被提供给激光扫描仪106以控制焦点116的纵向位置的横向位置命令。

在图12A的示例中，激光发生器102和激光扫描仪106将更多的焊接型激光功率施加到工件118的第一横向部分(例如，比工件118的第二横向部分施加更多焊接型激光功率，工件的第一横向部分和第二横向部分是横向分离并且至少部分地沿纵向共同延伸。相比象限Q2和Q3，向象限Q1和Q4(这些象限相对于参考点定义，所述参考点例如为边界焦点区域的中心点)施加更多激光功率。因此，不同的功率施加于焊接路径的不同横向部分。然而，可以使用其它激光功率控制波形来施加其它激光功率分布。例如，相比后缘，更多的激光功率可以施加到前缘(例如，在纵向上不同地施加功率)和/或反之亦然，并且/或者可以对特定象限施加更多或更少的激光功率。可以对波形402进行修正以实现任何所需的激光功率应用。

图13A和图13B分别示出了由固定激光束和振荡激光束产生的凝固焊接光束的横截面的比较。

如图13A中所示，用固定光束产生的焊缝在中心处具有更深的熔深。垂直于焊接界面地产生具有柱状结构的大颗粒。

相比之下，并且如图13B中所示，由于振荡激光束，焊缝具有较浅的熔深和更均匀的焊接界面。微观结构更精细，其具有不同的生长方向。

图14A是描绘使用常规铝焊接技术的焊接铝工件的横截面的图像600。图14B是示出焊缝中产生的热裂纹的增强图像。

图15A是描绘使用所公开的示例焊接方法和设备焊接的另一焊接铝工件的横截面的图像，而图15B是示出在完成的焊缝中不存在裂纹的增强图像。图15A和图15B中描绘的示例是如下激光焊接铝，其没有填料金属并且避免了使用光纤激光器焊接搭接接头的焊缝的热裂纹，所述光纤激光器例如是由马萨诸塞州牛津市的IPG Photonics Corporation出售的激光器。图15A和图15B中执行的示例焊缝没有在厚度为1.5毫米(mm)的6061铝合金的搭接接头上使用1064纳米(nm)的激光波长所引入的热裂纹。焊接的激光光斑尺寸为1.2mm，激光功率为3.8千瓦(kW)，行进速度为20mm/s，振荡直径为3mm，而振荡频率为每秒25转(rps)。

可以通过1mm至4mm之间的振荡直径范围、25rps至90rps之间的旋转楔形扫描仪的振荡频率来形成示例性焊缝。搭接接头焊缝的示例性铝厚度范围为0.75mm至7mm。振荡频率的增加使得行进速度更快和/或激光功率更高。例如，将旋转速度增加到每秒60转将允许行进速度大致增加到35mm/s并且允许激光功率增加到5.7kW，同时对每个区域和每单位时间保持类似热输入。

图16是表示使用激光功率进行焊接或包覆操作的示例性过程500的流程图。可以使用图1的系统100或另一种激光焊接系统来执行示例性过程500。方框502涉及用激光发生器(诸如图1的激光发生器102)产生激光功率。在一些情况下，激光发生器102使用波形来确定给定时间的激光功率。激光发生器102将激光功率114输出到激光扫描仪106和透镜104。方框504涉及使用透镜104将激光功率114聚焦在工件118上的焦点116处以产生熔池。

方框506涉及用激光扫描仪106控制透镜104以在工件118上沿多个维度移动焦点116。例如，激光扫描仪106可以引导焦点116以形成一个或多个图案，诸如图2的图案200。方框508涉及用激光扫描仪106控制透镜104以移动激光功率114的焦点116以在硅化物(例如，硅化镁)沿焊缝的晶粒边界沉淀或聚集之前冷却焊接熔池。可以通过向旋转楔形扫描仪提供位置数据来执行方框506和508，旋转楔形扫描仪引导激光功率114和/或透镜104以移动焦点116。

方框506和508可以重复发生以通过使用激光功率114连续加热和冷却焊接熔池并同时控制激光扫描仪106以在工件118上沿多个维度移动焦点116来执行焊接或包覆操作。

如本文所使用，术语“电路”和“线路”是指物理电子组件(即硬件)和可以对硬件进行配置，由硬件执行，或者以其它方式与硬件关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文所使用，例如，特定处理器和存储器可以在执行第一一行或多行代码时构成第一“电路”，并且可以在执行第二一行或多行代码时构成第二“电路”。如本文所使用，“和/或”表示由“和/或”连接的列表中的任何一个或多个项目。作为示例，“x和/或y”表示三元素集{(x)，(y)，(x，y)}中的任何元素。换句话说，“x和/或y”表示“x和y中的一个或两个”。作为另一示例，“x、y和/或z”表示七元素集{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任何元素。换句话说，“x、y和/或z”表示“x、y和z中的一个或多个”。如本文所使用，术语“示例性”意味着用作非限制性示例、实例或例证。如本文所使用，术语“诸如”和“例如”引出一个或多个非限制性示例、实例或例证的列表。

尽管已经参考某些实现方式描述了本方法和/或系统，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本方法和/或系统的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等效物。另外，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本发明的教示。例如，可以组合、划分、重新布置和/或以其它方式修改所公开示例的系统、块和/或其它组件。因此，本方法和/或系统不限于所公开的特定实现方式。更确切而言，本方法和/或系统将包括在字面上和在等效原则下落入所附权利要求范围内的所有实现方式。

Claims (20)

1.一种用于焊接铝的激光焊接装置，包括：

激光发生器，用于产生焊接型激光功率；

透镜，用于将所述焊接型激光功率聚焦在铝工件上的焦点上，以产生焊接熔池；以及

激光扫描仪，用于控制所述透镜以在焊接期间在所述铝工件上沿多个维度移动所述焊接型激光功率的所述焦点，所述激光发生器和所述激光扫描仪进行所述焊接而不必将填料金属添加到所述工件上。

2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成将所述焦点以圆形、椭圆形、Z字形、8字形、横向往复线、新月形、三角形、正方形、矩形、非线性图案、不对称图案、中止部分或其任何组合进行移动。

3.根据权利要求2所述的激光焊接装置，其中所述焦点的所述移动和所述铝工件与所述激光扫描仪之间的相对移动使得所述焦点在所述铝工件上勾勒出细长形图案。

4.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成移动所述焦点，使得跨越焊缝的能量分布改变，从而通过所述焊接型激光功率在所述熔池中产生可控的热梯度。

5.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其中所述激光发生器和所述激光扫描仪被配置成控制被施加到所述工件的所述焊接型激光功率和行进速度，以防止阈值量的硅化物沉淀并防止沿着所述焊接熔池中的晶粒边界的浓度超过对应于热裂纹的阈值浓度。

6.根据权利要求4所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成移动所述焦点以引起所述焊接熔池相对于焊接路径的横向移动。

7.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光发生器或所述激光扫描仪基于所述焦点相对于参考点的位置来调节激光功率水平、所述激光扫描仪的旋转速度，或所述焦点被限制在内的焦点区域的尺寸中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪基于所述铝工件是包括镁和硅的铝合金来控制所述焦点。

9.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪被配置成使所述焦点横跨焊接路径横向移动并且在平行于所述焊接路径的方向上纵向移动。

10.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述激光扫描仪包括旋转楔形扫描仪。

11.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述透镜将所述激光功率聚焦在包括铝或铝合金的搭接接头或对接接头上的所述焦点处。

12.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其中所述铝工件包括铝合金的搭接接头，所述透镜被配置成将所述激光功率聚焦在一致的激光光斑尺寸上，所述激光扫描仪被配置成在具有预定振荡直径的圆形路径中移动所述焦点。

13.一种用于焊接铝的方法，包括：

产生焊接型激光功率；

使用透镜将所述焊接型激光功率聚焦在铝工件上的焦点上，以产生焊接熔池；以及

用激光扫描仪控制所述透镜以在焊接期间在所述铝工件上沿多个维度移动所述焊接型激光功率的所述焦点，以进行所述焊接而不必将填料金属添加到所述工件上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述透镜包括将所述焦点沿圆形、椭圆形、Z字形、8字形、横向往复线、新月形、三角形、正方形、矩形、非线性图案、不对称图案、中止部分或其任何组合进行移动。

15.根据权利要求14所述的方法，其中用所述激光扫描仪控制所述透镜包括控制所述焦点和所述工件与所述激光扫描仪之间的相对移动，以用所述焊接型激光功率在所述铝工件上勾勒出细长形图案。

16.根据权利要求13所述的方法，其中所述激光扫描仪包括旋转楔形扫描仪。

17.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述透镜包括移动所述焦点，使得通过所述焊接型激光功率在所述焊接熔池中产生热梯度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中控制所述透镜包括控制被施加到所述工件的所述焊接型激光功率，以防止所述焊接熔池中的硅化物浓度超过对应于热裂纹的阈值浓度。

19.根据权利要求13所述的方法，其中焊接所述铝工件不包括添加填充材料。

20.根据权利要求13所述的方法，还包括基于所述焦点相对于参考点的位置来调节激光功率水平、所述激光扫描仪的旋转速度或所述焦点被限制在内的焦点区域的尺寸中的至少一个。