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發布時間：2021-05-26 06:03
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小孔效應與等離子體對金屬激光焊接的影響
在金屬激光焊接過程中，小孔的出現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，而鋁元素以及金屬中的Mg、Zn、Li沸點低、易蒸發且蒸汽壓大，雖然這有助于小孔的形成，但等離子體的冷卻作用(等離子體對能量的屏蔽和吸收，減少了激光對母材的能量輸入)使得等離子體本身'過熱'，卻阻礙了小孔維持連續存在，容易產生氣孔等焊接缺陷，從而影響焊接成形和接頭的力學性能，所以小孔的誘導和穩定成為保證激光焊接質量的一個重點。
因為金屬的高反射性和高導熱性，要誘導小孔的形成就需要激光有更高的能量密度。能量密度閾值的高低本質上受其合金成分的控制，因此可以通過控制工藝參數，選擇確定激光功率保證合適的熱輸入量來獲得穩定的焊接過程。另外，能量密度閾值一定程度上還受到保護氣體種類的影響。例如，激光焊接金屬時使用N2氣時可較容易地誘導出小孔,而使用He氣則不能誘導出小孔。這是因為N2和Al之間可發生放熱反應，生成的Al-N-O三元化合物提高了對激光吸收率。
異種金屬焊接加工所存在的一些固有問題也障礙了它的開展，如異種金屬熔合區的構成和性能，異種金屬焊接加工構造的毀壞多半發作在熔合區，由于靠近熔合區各段上焊縫結晶特性不同，又易構成性能不好的，成分變化的過渡層。
另外，由于處在高溫的時間長，這一區域的擴散層會擴展，會進一步使金屬的不平均性增加。而且異種金屬焊接加工時或焊后經熱處置或經高溫運轉后，經常發現低合金一側的碳經過焊縫邊境向高合金焊縫中“遷移”的現象，分別在熔合線兩側構成脫碳層和增碳層，在低合金一側母材構成脫碳層，在高合金焊縫一側構成增碳層。
在激光熔化切割中，工件被局部熔化后借助氣流把熔化的材料噴射出去。因為材料的轉移只發生在其液態情況下，所以該過程被稱作激光熔化切割。
激光光束配上高純惰性切割氣體促使熔化的材料離開割縫，而氣體本身不參與切割。
——激光熔化切割可以得到比氣化切割更高的切割速度。氣化所需的能量通常高于把材料熔化所需的能量。在激光熔化切割中，激光光束只被部分吸收。
——切割速度隨著激光功率的增加而增加，隨著板材厚度的增加和材料熔化溫度的增加而幾乎反比例地減小。在激光功率一定的情況下，限制因數就是割縫處的氣壓和材料
的熱傳導率。
——激光熔化切割對于鐵制材料和鈦金屬可以得到無氧化切口。
——產生熔化但不到氣化的激光功率密度，
