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我国自主研发的2A97铝锂合金,因其具有高强韧性、良好的热稳定性、各向异性低以及可焊性等优点,在先进制造领域显示出巨大的应用潜力。相对于常规焊接方法,光纤激光焊具有能量密度高、焊后变形小等优点,因此更加适合于铝锂合金薄板的焊接。然而,目前国内关于2A97铝锂合金光纤激光焊接相关的研究还不成熟,系统的研究该种铝锂合金激光焊接相关的工艺-组织-性能的研究较少,这限制了2A97铝锂合金在航空航天及武器装备领域的推广和应用。因此开展2A97铝锂合金光纤激光焊接相关的研究具有非常重要的理论价值和实际意义。本文以2A97铝锂合金薄板作为母材,主要研究了其光纤激光填丝焊接接头相关的工艺优化、组织特征以及接头的力学性能。初步研究了焊接工艺参数对焊缝成型的影响,并根据焊缝成型情况对焊接工艺参数进行了统计和优化,与此同时对填充四种不同类型焊丝所形成焊接接头的组织和性能进行了分析和比较,其研究结果为今后2A97铝锂合金激光焊接相关的生产实践提供一定的参考依据。通过系统的焊接工艺试验,研究了工艺参数(激光功率、焊接速度、送丝速度、焊丝种类)对2A97铝锂合金光纤激光焊接焊缝成型的影响。研究发现:激光功率和焊接速度对焊缝熔宽的影响非常明显,而送丝速度对焊缝熔宽的影响很小,且随着焊接速度和激光功率的增大,形成深熔焊缝的参数范围会越来越窄。在线能量相同的情况下,高速焊所获得的焊缝成型较好。四种焊丝形成的焊缝出现裂纹的可能性较小,但都具有一定的氢气孔敏感性。焊缝氢气敏感性排列为:ER4047>ER2319≈ER2A97>ER5356。通过观察四种不同焊丝形成焊缝焊后的组织特征表明:焊接接头从熔合线附近到焊缝中心,焊缝按照生长方式分类依次为熔合线附近的细晶区、柱状树枝晶区、焊缝中心的等轴树枝晶区。对于填充ER2A97、ER2319、ER5356焊丝的焊缝可观察到热影响区有部分晶粒的粗大现象,且焊缝存在明显的细晶区,其中ER5356焊丝的焊缝细晶区最宽;而对于填充ER4047焊丝的焊缝,热影响区的晶粒几乎没有明显的变化且焊缝无明显的连续细晶区。焊缝性能主要考察了显微硬度、抗拉强度和疲劳极限这三方面。实验结果表明:四种焊丝形成焊缝的硬度差别很微小,从母材到焊缝中心硬度逐渐降低,焊缝中心硬度值最低,约为70HV~80HV,焊缝软化十分明显;采用ER5356焊丝的接头平均抗拉强度最大约为273MPa,可达母材强度的55%。分布在熔合线附近的大尺寸气孔(0.3mm~0.5mm)对抗拉强度有较大的影响,母材拉伸试样是典型的纯剪切断口,焊接接头则为韧-脆混合型断口;循环周次设定为10~6时,填充ER5356焊丝的接头疲劳强度最高为134Mpa,可达同种焊丝接头抗拉强度的49%。从控制气孔和提高焊缝力学性能的角度,2A97铝锂合金薄板激光填丝焊比较适合采用ER5356焊丝。