隨著工業(yè)輕量化生產(chǎn)的推進(jìn)，對鋁合金的加工需求量不斷增加。由于鋁合金材料的特殊性，在焊接過程中容易產(chǎn)生氣孔等焊接缺陷，從而影響焊接質(zhì)量。如何應(yīng)對鋁合金激光焊接挑戰(zhàn)？

鋁合金激光焊氣孔類型

匙孔塌陷導(dǎo)致的氣穴形成原理示意圖

小孔塌陷產(chǎn)生的氣孔

在激光焊接過程中，當(dāng)表面張力大于蒸氣壓力時(shí)，小孔將不能維持穩(wěn)定而塌陷，金屬來不及填充就形成了孔洞。

氫氣孔

氫在液態(tài)及固態(tài)下溶解度的差異導(dǎo)致凝固過程中氫氣析出。如果析出的氫不能順利上浮逸出，就會(huì)殘留在焊縫中成為氣孔。

在功率密度足夠高、小孔穩(wěn)定的情況下，目前鋁合金激光焊氣孔多為氫氣孔。

鋁合金激光焊氫氣孔的工藝抑制

低激光功率密度焊接鋁合金示意圖

低激光功率密度焊接時(shí)對應(yīng)熔池體積大，熔池冷卻速度相比高激光功率密度焊接時(shí)慢，因此氫氣泡析出時(shí)間長，長大速度維持在較高水平，氣泡逸出速度在工藝窗口范圍內(nèi)始終無法氣泡析出及長大速度，對應(yīng)氣孔率高。而高激光功率密度焊接時(shí)熔池體積小，冷卻快，氫氣泡的析出時(shí)間短，在相對小的熱輸入時(shí)氣泡逸出速度大于氣泡析出及長大速度，可得到低氣孔率的焊縫。

高激光功率密度焊接鋁合金示意圖

對于鋁合金激光焊氫氣孔的工藝抑制，有多種激光焊接方案，主要是通過工藝手段避免氫氣泡析出及長大，促進(jìn)氫氣泡逸出熔池。簡單來說就是通過高功率密度，減小熱輸入。而在眾多方案中，手持光纖激光焊機(jī)顛覆了以往激光焊接機(jī)的工作模式——用手持式替代以前固定光路，手持激光焊接的方式更為靈活方便，適用場景也更廣泛。

IPG LightWELD系列手持焊機(jī)的激光光源具有小芯徑的特點(diǎn)，即使沒有圓形擺動(dòng)，在焊接鋁合金的過程中，也能有效降低氣孔率，可謂是鋁合金焊接利器。

IPG手持焊機(jī)氣孔率測試

IPG手持焊機(jī)鋁合金焊縫截面氣孔情況

使用IPG LightWELD最新手持激光焊機(jī)焊接3mm鋁合金板，我們對焊縫截面進(jìn)行金相分析。取氣孔分布較多位置我們可以看到：在39.31mm2面積內(nèi)有9個(gè)小氣孔，平均直徑0.27mm，最大值0.424mm。

與普通手持焊相比，LightWELD這款手持激光焊機(jī)可以有效改善鋁合金焊接氣孔，在保證焊縫成形美觀的同時(shí)顯著降低氣孔率，并且顯著降低氣孔尺寸。

選擇一款性能出色的手持激光焊機(jī)是鋁合金高質(zhì)量焊接的可靠保障。IPG的LightWELD 系列手持激光焊機(jī)是一款多功能設(shè)備，既具備焊接功能，又具有激光清洗功能，雙效合一，一機(jī)多用。除了性能強(qiáng)大，安全控件設(shè)計(jì)和防護(hù)裝置，可以有效防止操作員在焊接鋁銅等金屬時(shí)，由于鏡面反射或使用不當(dāng)而造成的危險(xiǎn)，確保操作員使用安全。

LightWELD 系列手持激光焊機(jī)配備1.5 kW可調(diào)光纖激光光源，可提供2.5 kW峰值功率，通過符合人體工學(xué)的手持式焊槍提供焊接所需的加工功率。焊機(jī)中存儲(chǔ)了工藝參數(shù)庫，針對常見的材料和厚度組合進(jìn)行優(yōu)化，并且能夠焊接異種材料和不同電導(dǎo)率的材料。通過結(jié)合光束振蕩（擺動(dòng)）特征，擺動(dòng)寬度高達(dá)5 mm，對工件裝配間隙容忍度高，同時(shí)形成美觀焊縫。體積僅為0.1 m3，重量僅有53 kg，尺寸輕巧，適用于多種應(yīng)用場景。

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