短脈沖激光表面清洗對孔隙形成和減少鋁合金激光焊接的影響

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短脈沖激光表面清洗對孔隙形成和減少鋁合金激光焊接的影響

鋁合金激光焊接在融合區通常會產生孔隙，導致力學性能和耐腐蝕性能很差。介紹了短脈沖激光表面清洗對孔隙形成的影響。采用兩個典型焊接接頭（邊角和法蘭）的AC-170PX鋁片進行激光焊接，在汽車零部件裝配中采用AA4043填充焊絲。在激光清洗之前和之后都對孔隙率和焊接融合區進行了檢查。納秒脈沖Nd：YAG激光清洗可以顯著降低焊接融合區的氣孔。對于邊角焊接，孔隙率相對于無激光清洗降低了0.5%；對于法蘭焊接，孔隙率相對于無激光清洗降低了0.23%～0.8%。

在激光焊接之前，采用Nd: YAG激光清洗器對樣本進行清洗。在樣本清洗之后，采用TruDisk5320激光焊接器進行焊接。激光器采用的是高斯光束。激光焊接中，激光光束的焦點在工件上方8mm處。在焊接過程中，焊件采用氬氣保護，且采用的是600mm光斑（在工件表面）和焦距為176mm的鏡頭。

激光清洗能夠去除AC-170PX鋁合金表面的潤滑油和污染物。根據焊接工藝參數，對于上述兩種焊接接頭，激光清洗可以將孔隙率降低至少1%，而使焊接質量顯著提高。激光清洗在AC-107PX鋁合金焊接過程中能夠降低孔隙率是因為去除了由表面潤滑劑和污染物產生的氫氣及其它氣體。

刊名：Optics & Laser Technology（英）

刊期：2014年第64期

作者：A .W. AlShaer

編譯：鮑闞