短脉冲激光表面清洗对孔隙形成和减少铝合金激光焊接的影响



短脉冲激光表面清洗对孔隙形成和减少铝合金激光焊接的影响

铝合金激光焊接在融合区通常会产生孔隙，导致力学性能和耐腐蚀性能很差。介绍了短脉冲激光表面清洗对孔隙形成的影响。采用两个典型焊接接头（边角和法兰）的AC-170PX铝片进行激光焊接，在汽车零部件装配中采用AA4043填充焊丝。在激光清洗之前和之后都对孔隙率和焊接融合区进行了检查。纳秒脉冲Nd：YAG激光清洗可以显著降低焊接融合区的气孔。对于边角焊接，孔隙率相对于无激光清洗降低了0.5%；对于法兰焊接，孔隙率相对于无激光清洗降低了0.23%～0.8%。

在激光焊接之前，采用Nd: YAG激光清洗器对样本进行清洗。在样本清洗之后，采用TruDisk5320激光焊接器进行焊接。激光器采用的是高斯光束。激光焊接中，激光光束的焦点在工件上方8mm处。在焊接过程中，焊件采用氩气保护，且采用的是600mm光斑（在工件表面）和焦距为176mm的镜头。

激光清洗能够去除AC-170PX铝合金表面的润滑油和污染物。根据焊接工艺参数，对于上述两种焊接接头，激光清洗可以将孔隙率降低至少1%，而使焊接质量显著提高。激光清洗在AC-107PX铝合金焊接过程中能够降低孔隙率是因为去除了由表面润滑剂和污染物产生的氢气及其它气体。

刊名：Optics & Laser Technology（英）

刊期：2014年第64期

作者：A .W. AlShaer

编译：鲍阚