激光焊接中孔隙的形成机制及减小方法



激光焊接中孔隙的形成机制及减小方法

在不同行业（如汽车、航空航天和电子行业）应用最轻的结构金属之一是镁。然而在熔接镁合金的过程中，孔隙度是实现与理想焊接性能的主要缺陷之一。现有的镁合金表面上的氧化物层是焊道中形成孔隙的原因之一。在目前的研究中，用高达4kW功率的光纤激光器焊接样品以完成零间隙搭接接头配置。针对两组样品进行了研究：作为接收（AR）的表面（其中一个氧化层保留在表面上）和处理过的表面。所述表面处理包括两种技术：机械去除（MR）和使用等离子弧（PA）作为预热源的技术。此外，设计了一组独立的试验用于炉中预热试样，并通过PA处理结果进行比较。为了显示焊缝和金属片表面的化学组成，采用能量色散谱（EDS）分析。表面化学的组成通过X射线光电子能谱反射电子能量损失光谱法（XPS-REELS）进行测试，以对MR和PA处理的试样表面组成进行说明。通过使用高速CCD相机对熔池和激光诱导的等离子体羽流动态特性进行实时监测，实现稳定的激光焊接。在氧化物层中的两个接合面存在重叠片可能导致不稳定的焊接过程。研究结果表明，预热过程可以有效减缓两个重叠片界面的孔隙形成。

刊名：Materials & Design（英）

刊期：2014年第58期

作者：Harooni M et al

编译：李晓娜