铝合金激光焊的气孔大小、形状与气孔率受多种因素影响，这些因素包括但不限于以下几个方面： ### 一、材料特性 1. **氢溶解度差异**：铝合金在液态时对氢的溶解度较高，而在固态时急剧下降。这种溶解度差异导致在快速凝固过程中，氢的析出速度远超逸出能力，从而形成气孔。例如，液态铝对氢的溶解度为0.65mL/100g，固态时急剧下降至0.034mL/100g。 2. **表面氧化膜反应**：铝合金表面存在一层Al₂O₃氧化膜，在高温下容易与水汽反应，释放氢气。这增加了熔池中氢气的含量，进而增加了气孔的形成风险。 ### 二、焊接工艺参数 1. **激光功率**：激光功率直接影响熔池的温度和深度。功率过高会导致熔池过大，增加气体溶解度，冷却时易析出形成气孔；功率过低则可能导致焊接接头不完全融合，也容易产生气孔。因此，需要合理选择激光功率。 2. **焊接速度**：焊接速度过快或过慢都可能导致气孔的形成。焊接速度过快，熔池冷却速度增加，气体排出不畅；焊接速度过慢，局部过热，气体溶解度增大，同样会增加气孔的形成风险。 3. **聚焦距离**：聚焦距离影响激光束的能量密度和焊接深度。聚焦距离过短或过长都可能导致熔池不稳定，增加气孔的形成可能性。 ### 三、保护气体 1. **气体种类**：氩气是常用的保护气体，具有良好的惰性，可以有效隔离外界氧气，减少氧化反应。而氮气在某些情况下用于增加熔池稳定性，但在铝合金焊接中应谨慎使用，因为氮气过多可能导致脆性增加。 2. **气体流量**：保护气体流量过小无法起到对光致等离子体的抑制作用，而过大的气流量压力可能使匙孔稳定性减弱，增加气孔生成的风险。 ### 四、其他因素 1. **熔池流场特性**：铝合金熔池的高贝克莱数造成强热对流主导，气泡迁移至高粘度区时逃逸效率降低，这增加了气孔的形成可能性。 2. **晶间渗透差异**：氢在铝晶界扩散系数较高，晶间微孔隙更易聚集氢气形成纳米级气核并合并长大，从而形成气孔。 3. **焊接位置与方式**：不同焊接位置下，熔池流动性和气体排放方式不同；适当选择焊接方式可以避免局部过热或冷却不均匀，减少气孔的产生。 综上所述，铝合金激光焊的气孔大小、形状与气孔率受材料特性、焊接工艺参数、保护气体以及其他多种因素的影响。为了获得高质量的焊接接头，需要综合考虑这些因素并进行合理的调整和优化。
