隨著工業(yè)輕量化生產的推進，對鋁合金的加工需求量不斷增加。由于鋁合金材料的特殊性，在焊接過程中容易產生氣孔等焊接缺陷，從而影響焊接質量。如何應對鋁合金激光焊接挑戰(zhàn)？

鋁合金激光焊氣孔類型

匙孔塌陷導致的氣穴形成原理示意圖

小孔塌陷產生的氣孔

在激光焊接過程中，當表面張力大于蒸氣壓力時，小孔將不能維持穩(wěn)定而塌陷，金屬來不及填充就形成了孔洞。

氫氣孔

氫在液態(tài)及固態(tài)下溶解度的差異導致凝固過程中氫氣析出。如果析出的氫不能順利上浮逸出，就會殘留在焊縫中成為氣孔。

在功率密度足夠高、小孔穩(wěn)定的情況下，目前鋁合金激光焊氣孔多為氫氣孔。

鋁合金激光焊氫氣孔的工藝抑制

低激光功率密度焊接鋁合金示意圖

低激光功率密度焊接時對應熔池體積大，熔池冷卻速度相比高激光功率密度焊接時慢，因此氫氣泡析出時間長，長大速度維持在較高水平，氣泡逸出速度在工藝窗口范圍內始終無法氣泡析出及長大速度，對應氣孔率高。而高激光功率密度焊接時熔池體積小，冷卻快，氫氣泡的析出時間短，在相對小的熱輸入時氣泡逸出速度大于氣泡析出及長大速度，可得到低氣孔率的焊縫。

高激光功率密度焊接鋁合金示意圖

對于鋁合金激光焊氫氣孔的工藝抑制，有多種激光焊接方案，主要是通過工藝手段避免氫氣泡析出及長大，促進氫氣泡逸出熔池。簡單來說就是通過高功率密度，減小熱輸入。而在眾多方案中，手持光纖激光焊機顛覆了以往激光焊接機的工作模式——用手持式替代以前固定光路，手持激光焊接的方式更為靈活方便，適用場景也更廣泛。

IPG LightWELD系列手持焊機的激光光源具有小芯徑的特點，即使沒有圓形擺動，在焊接鋁合金的過程中，也能有效降低氣孔率，可謂是鋁合金焊接利器。

IPG手持焊機氣孔率測試

IPG手持焊機鋁合金焊縫截面氣孔情況

使用IPG LightWELD最新手持激光焊機焊接3mm鋁合金板，我們對焊縫截面進行金相分析。取氣孔分布較多位置我們可以看到：在39.31mm2面積內有9個小氣孔，平均直徑0.27mm，最大值0.424mm。

與普通手持焊相比，LightWELD這款手持激光焊機可以有效改善鋁合金焊接氣孔，在保證焊縫成形美觀的同時顯著降低氣孔率，并且顯著降低氣孔尺寸。

選擇一款性能出色的手持激光焊機是鋁合金高質量焊接的可靠保障。IPG的LightWELD 系列手持激光焊機是一款多功能設備，既具備焊接功能，又具有激光清洗功能，雙效合一，一機多用。除了性能強大，安全控件設計和防護裝置，可以有效防止操作員在焊接鋁銅等金屬時，由于鏡面反射或使用不當而造成的危險，確保操作員使用安全。

LightWELD 系列手持激光焊機配備1.5 kW可調光纖激光光源，可提供2.5 kW峰值功率，通過符合人體工學的手持式焊槍提供焊接所需的加工功率。焊機中存儲了工藝參數庫，針對常見的材料和厚度組合進行優(yōu)化，并且能夠焊接異種材料和不同電導率的材料。通過結合光束振蕩（擺動）特征，擺動寬度高達5 mm，對工件裝配間隙容忍度高，同時形成美觀焊縫。體積僅為0.1 m3，重量僅有53 kg，尺寸輕巧，適用于多種應用場景。

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