3.铝合金的激光焊接性问题
(1)气孔问题 铝合金种类不同，产生的气孔类型也不同。一般认为，铝合金焊接过程中可能产生以下几种气孔：①氢气孔。铝合金在有氢的环境中熔化后，其内部的含氢量可达0.69mL/100g以上。但凝固以后，其平衡状态下的溶氢能力最多只有0.036mL/100g，两者相差近20倍。因此，在由液态向固态转变的过程中，液态铝中多余的氢必定要析出。如果析出的氢不能顺利上浮逸出，就会聚集成气泡残留在固态铝合金中成为气孔。
日本学者在封闭的条件下将焊缝气孔中的气体收集起来进行分析，得出的结果为：氢气占90％，氮气10％。因此，通常认为减少焊缝气孔的有效措施就是掐断焊接时的供氢源。②保护气体产生的气孔。有研究认为，在高能激光焊接铝合金的过程中，由于熔池底部小孔前沿金属的强烈蒸发，使保护气体被卷入熔池中形成气泡。当气泡来不及逸出而残留在固态铝合金中即成为气孔。表2是A5083合金激光焊接气孔中保护气体的含量。③小孔塌陷产生的气孔。在激光焊接过程中，当表面张力大于蒸汽压力时，小孔将不能维持稳定而塌陷，金属来不及填充就形成了孔洞，如图1所示。
Matsunawa教授的实时小孔试验引起了激光焊接领域的极大关注，相关的小孔模型研究和直接观测研究工作大量涌现。随之而来，对减少和避免铝合金激光焊接中的气孔缺陷也提出了很多的实际措施，如调整激光功率波形、减少小孔不稳定倒塌、改变光束焦点高度和倾斜照射，在焊接时施加电磁场作用以及在真空中进行焊接等。近几年来，又有研究者采用填丝或预置合金粉末(见图2)、复合热源和双焦点技术等来减少气孔的产生，取得了不错的效果。
(2)裂纹问题 铝合金属于典型的共品合金，在激光焊接快速凝固条件下更容易产生热裂纹。焊缝金属结晶时在柱状品边界形成A1-Si或Mg-Si等低熔点共品是导致裂纹产生的主要原因。
为减少热裂纹，可以采用填丝或预置合金粉末等方法进行激光焊接。使用YAG激光器时，调节脉冲波形，控制热输入也可以减少结晶裂纹。
三、铝合金激光焊接的发展前景
铝合金激光焊接最为引人关注的特点是其高效率，而要充分发挥这种高效率就要把它运用到大厚度深熔焊接中。因此，研究和使用大功率激光器进行大厚度深熔焊接将是未来发展的必然趋势。大厚度深熔焊更加突出了小孔现象及其对焊缝气孔的影响，因此小孔形成机理及其控制变得更加重要，它必将成为未来学术界及工业界共同关心和研究的热点问题。
改善激光焊接过程的稳定性和焊缝成形、提高焊接质量是人们追求的目标。因此，激光电弧复合工艺、填丝激光焊接、预置粉末激光焊接、双焦点技术以及光束整形等新技术将会得到进一步的完善和发展。
另外，有人发现在CO2激光焊接熔池中存在几安培的固有电流，焊接区的外加磁场会影响熔池的流动状态以及光致等离子体的形态和稳定性。因此，采用某种形式的磁场有可能改善铝合金激光焊接过程的稳定性和焊缝质量。所以，采用辅助电流，通过其形成的电磁力控制熔池流动状态，从而改善焊接过程的稳定性，提高焊缝质量，也可能会受到更多研究者的关注。
（完）
