铝合金激光焊接缺陷如何解决

『壹』 如何改善铝合金激光焊接的质量

铝合金激光焊接开始时，存在高反射现象，严重影响材料对激光能量的吸收，而波长越短，材料对光的吸收就越好，因此，光纤激光比CO2激光对铝合金的吸收要好。光纤激光的光束模式也会比CO2激光好，能量密度更加集中。一旦材料开始吸收光能，对液态金属对光的反射率就明显下降。
采用双光斑激光焊，能够明显改善气孔率，主要是因为采用双光束进行焊接时，两束光形成一个相对较大的匙孔，提高了匙孔的稳定性，有利于气体的逸出；相比于串行双光束，采用并行双光束焊接时，熔池内部温度梯度更小，降低了液态金属凝固速度，延长气泡的逸出时间，有利于减小气孔倾向；并行双光束激光焊也能提高送丝的稳定性，对稳定焊接质量有利。
采用激光填丝焊，相比铝合金激光自熔焊，能够得到更好的成型。激光填丝焊能够兼容激光焊的高能量密度和填丝焊的高桥接能力，对于有一定间隙的焊缝，能够保证良好的成型效果。而且通过不同的填充材料的选择，可以对母材进行不同的化学冶金，起到一定合金元素补充且强化的功效。
采用激光复合焊，通过激光与电弧的复合，能够有效消除激光焊形成的等离子体的影响。通过光丝间距、吹气、焊枪角度等参数的调节，能够获得美观的焊缝，而且对于厚板无需开坡口或只需开小坡口就可以形成良好的焊缝。
采用功能强大的激光头，能够稳定焊接质量。随着激光加工的深入开发，功能越来越强大的激光头得到快速的应用。目前激光头，能够在一定范围内上下左右浮动而不改变光斑大小，也不影响光丝配合，非常利于大批量的生产应用，能改善材料因加工而产生的少量尺寸偏差而引起的焊接缺陷。
采用合适的焊接工艺参数，能够保证焊接质量。铝合金激光填丝焊接的激光功率和焊接速度的优化参数范围关系：激光功率和焊接速度的优化匹配参数曲线呈直线式上升，斜率基本保持不变。每一个给定的激光功率值，在优化参数曲线上都有一个优化的焊接速度与之对应，且焊接速度可在一定范围内变化仍能获得成形质量好的焊缝，此区域属于焊接稳定区。在某一功率值时，当焊接速度过大，热输入变小，铝合金板材不能焊透，此时焊接速度过大则向上超过稳定区范围，属于未熔透区；当焊接速度过小，热输入过大，熔池下塌严重，此时属于熔池坍塌区。要获得稳定的焊缝成型，需要匹配合适的焊接工艺参数。

『贰』 6061铝合金激光焊接为什么会出现裂纹,气孔,有什么方法可以解决

裂纹：铝合金激光焊裂纹主要为结晶裂纹。由焊缝金属结晶时在柱状晶边界形成Al—Si或Mg-Si、A1-Mg2Si等低熔点共晶导致的。脉冲激光的不连续加热易产生结晶裂纹。连续激光裂纹倾向小一点。结晶裂纹两个条件：液态薄膜，应力。尽量减小冷却速度，应力小一些，裂纹倾向应该会小一些。
气孔：两种，Mg蒸汽、难熔氧化膜卷入造成气孔；氢气孔；铝合金表面清洁，气氛保护的好些。焊接采用较小的线能量。

『叁』 铝合金焊接缺陷

一、强的氧化能力铝与氧的亲和力很强，在空气中极易与氧结合生成致密而结实的AL2O3薄膜，厚度约为0．1μm，熔点高达2050℃，远远超过铝及铝合金的熔点，而且密度很大，约为铝的1．4倍。在焊接过程中，氧化铝薄膜会阻碍金属之间的良好结合，并易造成夹渣。氧化膜还会吸附水分，焊接时会促使焊缝生成气孔。这些缺陷，都会降低焊接接头的性能。为了保证焊接质量，焊前必须严格清理焊件表面的氧化物，并防止在焊接过程中再氧化，对熔化金属和处于高温下的金属进行有效的保护，这是铝及铝合金焊接的一个重要特点。具体的保护措施是：

1、焊前用机械或化学方法清除工件坡口及周围部分和焊丝表面的氧化物；

2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护；

3、在气焊时，采用熔剂，在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。

二、铝的热导率和比热大，导热快尽管铝及铝合金的熔点远比钢低，但是铝及铝合金的导热系数、比热容都很大，比钢大一倍多，在焊接过程中大量的热能被迅速传导到基体金属内部，为了获得高质量的焊接接头，必须采用能量集中、功率大的热源，有时需采用预热等工艺措施，才能实现熔焊过程。

三、线膨胀系数大铝及铝合金的线膨胀系数约为钢的2倍，凝固时体积收缩率达6．5%－6．6%，因此易产生焊接变形。防止变形的有效措施是除了选择合理的工艺参数和焊接顺序外，采用适宜的焊接工装也是非常重要的，焊接薄板时尤其如此。另外，某些铝及铝合金焊接时，在焊缝金属中形成结晶裂纹的倾向性和在热影响区形成液化裂纹的倾向性均较大，往往由于过大的内应力而在脆性温度区间内产生热裂纹。这是铝合金，尤其是高强铝合金焊接时最常见的严重缺陷之一。在实际焊接现场中防止这类裂纹的措施主要是改进接头设计，选择合理的焊接工艺参数和焊接顺序，采用适应母材特点的焊接填充材料等。

四、容易形成气孔

焊接接头中的气孔是铝及铝合金焊接时极易产生的缺陷，尤其是纯铝和防锈铝的焊接。氢是铝及铝合金焊接时产生气孔的主要原因，这已为实践所证明。氢的来源，主要是弧柱气氛中的水分、焊接材料及母材所吸附的水分，其中焊丝及母材表面氧化膜的吸附水分，以焊缝气孔的产生，常常占有突出的地位。

铝及铝合金的液体熔池很容易吸收气体，在高温下溶入的大量气体，在由液态凝固时，溶解度急剧下降，在焊后冷却凝固过程中来不及析出，而聚集在焊缝中形成气孔。为了防止气孔的产生，以获得良好的焊接接头，对氢的来源要加以严格控制，焊前必须严格限制所使用焊接材料（包括焊丝、焊条、熔剂、保护气体）的含水量，使用前要进行干燥处理。清理后的母材及焊丝最好在2－3小时内焊接完毕，最多不超过24小时。TIG焊时，选用大的焊接电流配合较高的焊接速度。MIG焊时，选用大的焊接电流慢的焊接速度，以提高熔池的存在时间。Al－Li合金焊接时，加强正、背面保护，配合坡口刮削，清除概况氧化膜，可有效地防止气孔。

五、焊接接头容易软化

焊接可热处理强化的铝合金时，由于焊接热的影响，焊接接头中热影响区会出现软化，即强度降低，使基体金属近缝区部位的一些力学性能变坏。对于冷作硬化的合金也是如此，使接头性能弱化，并且焊接线能量越大，性能降低的程序也愈严重。针对此类问题，采取的措施主要是制定符合特定材料焊接的工艺，如限制焊接条件，采取适当的焊接顺序，控制预热温度和层间温度，焊后热处理等。对于焊后软化不能恢复的铝合金，最好采用退火或在固溶状态下焊接，焊后再进行热处理，若不允许进行焊后热处理，则应采用能量集中的焊接方法和小线能量焊接，以减小接头强度降低。

六、合金元素蒸发和烧损

某些铝合金含有低沸点的合金元素，这些元素在高温下容易蒸发烧损，从而改变了焊缝金属的化学成分，降低了焊接接头的性能。为了弥补这些烧损，在调整工艺的同时，常常采用含有这些沸点元素含量比母材高的焊丝或其他焊接材料。

七、铝在高温时的强度和塑性低

铝在370℃时强度仅为10Mpa，焊接时会因为不能支撑住液体金属而使焊缝成形不良，甚至形成塌陷或烧穿，为了解决这个问题，焊接铝及铝合金时常常要采用垫板。

八、焊接接头的耐腐蚀性能低于母材

热处理强化铝合金（如硬铝）接头的耐腐蚀性的降低很明显，接头组织越不均匀，耐蚀性越易降低。焊缝金属的纯度或致密性也影响接头耐蚀性能。杂质较多、晶粒粗大以及脆性相析出等，耐蚀性就会明显下降，不仅产生局部表面腐蚀而且经常出现晶间腐蚀，此外对于铝合金，焊接应力的存在也是影响耐蚀性的一个重要因素。

为了提高焊接接头的耐蚀性，主要采取以下几个措施：

1、改善接头组织成分的不均匀性。主要是通过焊接材料使焊缝合金化，细化晶粒并防止缺陷；同时调整焊接工艺以减小热影响区，并防止过热，焊后热处理。

2、消除焊接应力，如局部表面拉应力可以采用局部锤击办法来消除。

3、采取保护措施，如采取阳极氧化处理或涂层等。

九、无色泽变化，给焊接操作带来困难

铝及铝合金焊接时由固态转变为液态时，没有明显的颜色变化，因此在焊接过程中给操作者带来不少困难。因此，要求焊工掌握好焊接时的加热温度，尽量采用平焊，在引（熄）弧板上引（熄）弧等。

『肆』 铝合金缺陷的修复方法是什么

由于铝及其合金的化学活泼性很强，表面极易形成氧化膜，且多属于难熔性质(如Al2O3的熔点约为2050℃，MgO的熔点约为2500℃)加之铝及其合金导热性强，焊接时容易造成不熔合现象。由于氧化膜比重同铝的比重极其接近，所以也容易成为焊缝金属的夹杂物。同时铝及其合金的线胀系数大，导热性又强，焊接时容易产生翘曲变形。这是铝及其合金焊接时颇感困难的问题。目前熔化焊中最常用的氩弧焊是靠“阴极雾化”作用，将氧化膜破碎，在氩气的保护下，使氧化膜不能重新产生。但是在焊接热处理强化处理后的铝合金时，近缝区存在强度大大削弱的现象，也不可避免的会产生翘曲变形。金属表面修补机主要用于修复铸造缺陷，它有逆变式高频+脉冲电源、可使焊丝高速旋转的焊枪和控制部分组成。其修复缺陷的机理为：利用高频+脉冲电压将气体击穿形成等离子气，从而产生温度可达6000℃以上的电火花，电火花将可熔性旋转电极(即焊丝)瞬间(10-5—10-6秒)和与其接触的母材同时熔化，依靠瞬间高温和旋转焊丝与母材的机械摩檫及旋转电场力的综合作用，使氧化膜破碎，在氩气的保护下，使氧化膜不能重新产生，从而完成焊丝与母材的冶金结合。由于电火花作用时间短，与焊丝直接接触的母材局部熔化，铝的导热性很好，瞬间将输入的热量扩散并散失到空气中，基体几乎不产生温升，从而基体不会变形，精密铸铝件机械加工后进行缺陷的修复，而不会影响尺寸精度。修补后表面经过修锉打磨或机械加工，外观可以和基体保持一致。

『伍』 激光焊接的缺点如何改进

1、焊接厚度有局限，适合薄材焊接。
2、对焊接物品对接拼合有要求，缝隙越小越好。
3、对焊接材料也有一定局限性，不锈钢最好焊接，但是像铜材、铝材，反光率高的产品就不适合。
4、产品部件过大也不适合，因为工作平台有限，汽车可以采用机械手焊接，但是投资很大。
5、毕竟也是精密仪器，所以产品如何定位是你需要考虑的问题，产品自身的公差也不能太大。所以更适合IT行业，小五金件。还有的话 暂时没想到，你想学可以问我。如果你要想做一下效果，可以直接和公司样板部联系，会免费帮你做的。公司名字，以后告诉你。

『陆』 铝及铝合金焊接中常见的缺陷怎么解决

第一 焊接前清洗工件，防止有有机物附着，在焊接瞬间时有机物分解形成气体，包裹在焊池中形成气孔和夹渣。第二，焊接前用乙炔焰烘烤工件待焊接区域，防止有水分残留，导致焊接时水分蒸发形成气体，影响焊缝质量。第三 铝合金属化学性质活泼，焊接时要采用气体保护焊。

『柒』 激光焊接机焊接的处理方法有哪些

尚拓激光总结激光焊接机焊接的处理方法如下：
1.焊接面的处理：将焊接面进行喷砂，去除焊接面的金属氧化物，防止焊接时的能量损失，提高焊接质量。
2.缩孔的处理：缩孔常发生在桥体等较厚的部位，直径多为0.5~2mm，尤其以Co-Cr钢的发生概率较高。虽然在一般情况下可以通过安置储金球等方法来预防，但有时还是会出现缩孔等问题。此时，可选取发生问题的同种材料的焊条，用调整相应参数进行焊接，填实缩孔，平滑焊接面。
3.翘动的处理：翘动常发生在5个单位以上的长桥中，桥体单位越长，发生的概率越高。用0.2mm超薄砂片锯开翘动的问题桥段，选取与发生缺陷同种材料的焊条，修改成所需形状后，插入0.5mm锯缝中，用激光焊接机调整相应参数进行焊接，填实锯缝，平滑焊接面。操作时要注意后一焊点需覆盖前一焊点面积的70%以上。

『捌』 铝壳电池在激光焊接过程中的几个难题如何解决

新能源电池越来越多的出现在我们生活的周边！电池外观，电池容量，电池耐久性都在不断的贴合我们的需求。激光焊接自然是电池厂商首选生产设备之一！下面精焊激光为您分享一下对于电池激光焊接的一些技术难点：电池的厚度参数： 常规电池壳体厚度都要求达到1.0毫米以下，目前根据电池容量不同壳体材料厚度以0.6mm和0.8mm两种规格主流厂家使用较多。在激光焊接方式上，主要有2种：侧焊和顶焊。首先，侧焊技术优点是对电芯内部的影响较小，飞溅物不会轻易进入壳盖内侧。缺点是：焊接后可能会导致凸起，这对后续工艺的装配会有些微影响，因此侧焊工艺对激光器 的稳定性、材料的洁净度和顶盖与壳体的配合间隙有较高的要求。其次是顶焊，顶焊工艺由于焊接在一个面上，可采用更高效的振镜扫描焊接方式，但对前道工序入壳及定位要 求很高，对设备的自动化要求高。效果精美！

高效精密的激光焊接可以大大提高汽车动力电池的安全性、可靠性和使用寿命，将为今后的汽车动力技术带来革命化进步。动力电池的激光焊接部位多，有耐压和漏液测试要求，材料多数为铝材，因此焊接难度大，对焊接工艺的要求更高。

一般来讲，动力电池壳体的焊接主要为侧焊和顶焊两种方式，它们各有优势和缺点，而铝壳电池因为其材料的特殊性，容易出现凸起、气孔、诈或等问题，方形电池焊接在拐角处容易出现问题。

一般壳体厚度都要求达到1.0毫米以下，主流厂家目前根据电池容量不同壳体材料厚度以0.6mm和0.8mm两种为主。焊接方式主要分为侧焊和顶焊，其中侧焊的主要好处是对电芯内部的影响较小，飞溅物不会轻易进入壳盖内侧。由于焊接后可能会导致凸起，这对后续工艺的装配会有些微影响，因此侧焊工艺对激光器的稳定性、材料的洁净度和顶盖与壳体的配合间隙有较高的要求。而顶焊工艺由于焊接在一个面上，可采用更高效的振镜扫描焊接方式，但对前道工序入壳及定位要求很高，对设备的自动化要求高。

激光焊接是以激光束作为能量源，利用聚焦装置使激光聚集成高功率密度的光束照射在工件表面进行加热，在金属材料的热传导作用下材料内部溶化形成特定的溶池。激光焊接是一种新型的焊接方式，目前还处在高速发展阶段。采用激光焊接时，工件的热影响区较小；焊点小，焊接尺寸精度高；其焊接方式属于非接触性焊接，无需加外力，产品变形小；焊接质量高；效率高，易于实现自动化生产。