鋁合金具有良好的耐腐蝕性、導電性、導熱性和高強度，是航空、航天、汽車、機械制造、船舶和化工行業(yè)應用較廣泛的有色金屬結構材料。

       隨著近年來科學技術和工業(yè)經濟的快速發(fā)展，對鋁合金焊接結構件的需求不斷增加，對鋁合金焊接的研究也不斷深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發(fā)展，激光焊接技術的發(fā)展擴大了鋁合金的應用領域，因此鋁合金焊接技術正成為研究的熱點之一。熟悉鋁合金的材料性能是提高鋁合金焊接工藝的前提。

1.鋁合金材料本身的物理化學特性

       鋁合金材料具有高反射性和高導熱性。從微電子結構的角度來看，鋁合金具有許多自由電子，密度小。當激光作用于此類電子時，會產生強振動和二次電磁波，導致強反射波和弱透射波。由于電子布朗運動會顯著改善鋁合金材料的熱傳導。

       我國對鋁合金材料的激光焊接進行了大量的研究，也證明了鋁合金材料的焊接需要在噴砂、砂紙、表面化學腐蝕、表面鍍、碳黑添加、氧化等表面進行預處理。，能減少光束反射，有效提高鋁合金工件對激光束的吸收率。另外，從焊接結構設計的角度來看，V形波口或拼接(拼接間隙相當于人工孔) 該方法可增加鋁合金對激光的吸收，獲得較大的熔化深度，也可采用合理的焊接間隙設計，增加鋁合金表面對激光能的吸收。

   2. 等離子體對鋁合金激光焊接的影響

       在鋁合金激光焊接過程中，孔的出現(xiàn)可以大大提高材料對激光的吸收率，焊接可以獲得更多的能量，鋁元素和鋁合金Mg、Zn、Li沸點低，易蒸發(fā)，蒸汽壓力大，雖然有利于孔的形成，但等離子體的冷卻(等離子體屏蔽和吸收能量，減少激光對母材的能量輸入)使等離子體過熱，但阻礙孔的連續(xù)存在，容易產生孔等焊接缺陷，影響焊接類型和接頭的力學性能。因此，孔的誘導和穩(wěn)定性已成為保證激光焊接質量的關鍵。

       由于鋁合金的高反射性和高導熱性，激光需要更高的能量密度來誘導孔的形成。能量密度閾值基本由其合金成分控制，因此可以通過控制過程參數(shù)確定激光功率，以確保適當?shù)臒彷斎氆@得穩(wěn)定的焊接過程。此外，能量密度閾值也受到氣體類型保護的影響。例如，鋁合金采用激光焊接N氣體容易誘導孔，使用He氣體不能誘導小孔。這是因為N2和Al發(fā)生放熱反應，產生 Al-N-O 激光吸收率提高了三元化合物。

   3. 鋁合金焊接產生的氣孔問題

       鋁合金種類繁多，產生不同的氣孔，但通常與以下氣孔不同。

       1） 保護氣體產生的氣孔。在高能激光焊接鋁合金的過程中，由于熔池底部小孔*金屬的強蒸發(fā)，保護氣體卷入熔池形成氣泡。當氣泡停留在固體鋁合金中時，就會變成氣孔。

       2) 小孔塌陷產生的氣孔。在激光焊接過程中，當表面張力大于蒸汽壓力時，孔不會穩(wěn)定塌陷，金屬沒有時間填充形成孔。還有許多實際措施來減少或避免鋁合金激光焊接中的氣孔缺陷，如調整激光功率波形，減少小孔不穩(wěn)定坍塌，改變光束焦點高度和傾斜照射，在焊接過程中施加電磁經場和真空焊接。近年來，采用填充或預置合金粉末、復合熱源和雙焦點技術減少氣孔的過程，效果良好。

       3) 氫氣孔。鋁合金在氫環(huán)境中熔化后，其內部氫含量可達0.69ml/100g以上。但凝固后，其平衡 較多只有0的溶氫能力.036ml/100g，兩者相差近20倍。因此，在從液體向固體轉變的過程中，必須沉淀液體鋁中多余的氫。如果沉淀的氫不能順利浮出，固體鋁合金會聚集成氣泡，殘留成氣孔。

   4. 鋁合金裂紋

       問題：鋁合金屬于典型的共晶合金，在激光焊接快速凝固下更容易產生熱裂紋 邊界形成焊縫金屬晶體AL-Si或Mg-Si低熔點共晶是裂紋的原因。

解決方案：激光焊接可填充或預置合金粉末。通過調整激光波形，控制熱輸入也可以減少結晶裂紋。

       簡而言之，鋁合金激光焊接首先需要了解材料本身的化學和物理特性，并結合相關技術要點，以避免焊接過程中對工件材料的負面影響。鋁合金焊接技術作為鋁合金在工業(yè)領域的關鍵技術之一，是近年來發(fā)展起來的鋁合金焊接技術。隨著技術的進步，鋁合金焊接技術的困難將取得突破，鋁合金的應用將越來越廣泛。