鋁合金具有高比強(qiáng)度、高疲勞強(qiáng)度以及良好的斷裂韌性和較低的裂紋擴(kuò)展率，同時(shí)還具有優(yōu)良的成形工藝性和良好的抗腐蝕性，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已被大量應(yīng)用。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)激光焊接機(jī)技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域。

激光焊接機(jī)是以激光作為高能密度光源，具有加熱快和瞬時(shí)凝固的特點(diǎn)，深寬比高達(dá)到12比1但是由于鋁合金具有高的反射率和良好的導(dǎo)熱性以及等離子體的屏蔽作用，焊接時(shí)不可避免地出現(xiàn)一些缺陷問題，其中主要的兩個(gè)缺陷是氣孔和熱裂紋。由于鋁合金對激光的反射很強(qiáng)，鋁合金激光焊接首先遇到的問題就是如何有效地提高材料對激光的吸收?；阡X合金自身的一些特點(diǎn)，也使得激光焊接機(jī)工藝更加復(fù)雜，亟待改進(jìn)和完善。

氣孔問題

鋁合金種類不同，產(chǎn)生的氣孔類型也不同。一般認(rèn)為，鋁合金在焊接過程中產(chǎn)生以下幾類氣孔。

① 氫氣孔。鋁合金在高溫下表面易形成氧化膜，氧化膜容易吸附環(huán)境中的水分。激光加熱時(shí)，水分分解產(chǎn)生氫，而氫在液態(tài)鋁中的溶解度約為其在固態(tài)鋁中溶解度的20倍。在合金瞬時(shí)凝固過程中，由液態(tài)鋁向固態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)，氫的溶解度急劇降低，液態(tài)鋁中多余的氫如果不能順利上浮溢出就會形成氫氣孔。這類氣孔一般形狀規(guī)則，尺寸大于樹枝晶尺寸，在其內(nèi)表面可見有樹枝晶結(jié)晶凝固花樣。

② 保護(hù)氣體產(chǎn)生的氣孔。在高能激光焊接鋁合金的過程中，由于熔池底部小孔前沿金屬的強(qiáng)烈蒸發(fā)，使保護(hù)氣體被卷入熔池形成氣泡，當(dāng)氣泡來不及逸出而殘留在固態(tài)鋁合金中即成為氣孔。

裂紋問題

鋁合金屬于典型的共晶合金，在激光焊接機(jī)快速凝固下更容易產(chǎn)生熱裂紋，焊縫金屬結(jié)晶時(shí)在柱狀晶邊界形成AL-Si或Mg-Si等低熔點(diǎn)共晶是導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的原因。為減少熱裂紋，可以采用填絲或預(yù)置合金粉未等方法進(jìn)行激光焊接。通過調(diào)整激光波形，控制熱輸入也可以減少結(jié)晶裂紋。

即使激光焊接機(jī)焊接鋁合金有難點(diǎn)，但焊接過程中能克服，還是好處多多。通過自主研發(fā)生產(chǎn)的激光焊接機(jī)具有焊接效率高、熱影響區(qū)小、焊縫美觀牢固等優(yōu)勢，是焊接鋁合金材料的理想機(jī)型。