6016铝合金在车身轻量化制造中有着广泛的应用。本文以6016铝合金为试验材料,进行了激光填丝对接焊工艺试验,分析了焊缝成形的影响因素,研究了焊接接头的组织和性能特征,并通过观察不同时效时间焊缝析出相的特征,探讨了焊后时效对接头组织和性能的影响。本文通过工艺试验,研究了送丝方式、离焦量、光丝间距、激光功率、送丝速度和焊接速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律。研究表明:为获得焊接过程稳定,成形良好的焊缝,选择合适的工艺参数为:采用前送丝方式,离焦量在0⁺5mm范围内,光丝间距D=0.6mm。送丝速度始终保持为焊接速度的1.2倍。激光功率在2.5³.5kW之间,每一个激光功率下,都对应一个稳定的焊接速度区间,激光功率P=3kW时,对应稳定的焊接速度区间最宽为3.2⁴.2m/min。通过对成形良好的焊缝进行组织和性能分析,研究结果表明:6016铝合金激光填丝焊缝中心为细小的等轴晶,晶粒平均尺寸约为12μm,熔合线边缘为垂直方向生长柱状晶。在扫描电镜下,观察到焊缝晶内和晶界上分布着第二相,通过EDS元素成分分析,确定分别是Mg₂Si、Al₅FeSi和AlCuMgSi相。热影响区范围较窄,约为1.2mm。热输入的大小对焊接接头的组织和性能影响较大,随着热输入从45J/mm增加到60J/mm,焊缝中心等轴晶的平均尺寸从6.5μm增加到10.05μm,柱状枝晶的平均间距从6.73μm增加到10.8μm,焊接接头强度从226MPa减小到209MPa。6016铝合金激光焊接头在时效过程中,随着时效时间的延长,硬度和抗拉强度均先升高后降低,在10h达到峰值。使用光学金相显微镜观察焊缝,焊缝组织逐渐变得均匀。使用扫描电子显微镜观察焊缝,枝晶间和晶界上的结晶相组成未发生变化。使用透射电子显微镜分析结果表明:时效前焊缝为单一的α-Al基体组织,未观察到析出相;180℃时效2h后,基体上有少量的析出相产生,通过高分辨电镜观察分别为L相和Q’相;L相沿着[100]Al的方向析出,Q’相沿着<510>Al方向析出,呈颗粒状,时效初期析出相的尺寸都较小,长约为5nm;时效6h后,在基体上观察到弥散分布的θ’相,沿着<100>Al方向析出,呈片状,长度约50nm,截面尺寸约为13×7nm2;随着时效时间的延长,10h后在合金中观察到细小而均匀分布的β”相,沿着<100>Al方向生长,β”相呈针状,长约50nm,截面尺寸约为2×3nm²。时效过程中析出相的产生对焊缝产生强化作用。6016铝合金激光焊焊缝在时效过程中观察到了Q’相,L相,θ’相,β”相四种类型的析出相,说明焊缝的时效行为不同于母材,与激光焊快速冷却焊缝凝固中元素的偏析有关。