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鋁合金使用激光焊接機快速焊接

發布時間：2014-03-29

   鋁合金具有對激光高的反射率。由于鋁合金中存在密度很大的自由電子，可焊材質種類范圍大，亦可相互接合各種異質材料。自由電子受到光波的強烈的電磁波的強迫震動而產生次波，從而造成強烈的反射波和比較弱的透射波，易于以自動化激光焊接機進行高速焊接，亦可以數位或電腦控制。而透射波又在很薄的鋁合金表層被吸收，因而鋁合金表面對激光具有較鋁合金對CO2激光束的反高的反射率，吸收率很小。以金剛石鋸片激光焊接缺陷和斷口為例進行分析，焊接薄材或細徑線材時，不會像電弧焊接般易有回熔的困擾。
   激光焊接機的快速加熱及快速冷卻特性決定了焊縫的成分及組織的不均勻性，不受磁場所影響（電弧焊接及電子束焊接則容易），能精確的對準焊件。由此導致了產生各種焊接缺陷的可能性。可以利用掃描電鏡分析金剛石鋸片激光焊接過程中出現的主要焊接缺陷，如：氣孔、裂紋、夾雜物。氣孔：是激光焊接常見的一種缺陷，可焊接不同物性（如不同電阻）的兩種金屬深熔焊接。即便是致密材料，激光焊接也存在氣孔的問題。焊接鋸片刀頭這類燒結材料，高的功率密度光束照射下，材料產生蒸發形成小孔。焊縫中出現氣孔的可能性就更大。
    熱量從這個高溫小孔傳遞，在足夠相互作用熔化金屬后形成焊縫。熔化包圍這個空腔四周的金屬。小孔內充滿了因光束照射小孔壁體使材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融空壁外液體流動金屬，液態金屬四周是固體材料。
激光焊接在冷作中熱點問題的直接原因。
    卻過程中氫的溶解度急劇下降形成氫氣孔；低熔點、高蒸氣壓合金元素蒸發導致氣孔；激光束引起熔池金屬波動，小孔不穩定，熔池金屬紊流導致氣孔。對1420鋁鋰合金激光焊接氣孔形成機理分析表明，這個充滿蒸汽的小孔幾乎能全部吸收入射光束能量。表層物質是焊接過程中氫的主要來源，一定要采取適Li等合金元素不僅當的方法進行徹底清除，而Mg、增加了熔池吸氫的傾向，還增加了匙孔末端的不穩定性，應該采用合適的熔透模式，改善熔池的流動，將這種不穩定性降到最低。