微波炉面板激光焊接，焊接牢固美观

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微波炉面板激光焊接，焊接牢固美观

1.激光吸收率
材料对激光的吸收率越高，或传热系数、导温系数越小，激光能量越易被材料表面吸收，表面温度迅速上升，材料熔化或蒸发。
各种金属对不同波长激光的反射率如表 1 所示，各种金属的反射率随波长变短而降低，并且Ag、Al、Cu 对激光的反射率高达90%以上，这无疑增加了激光加工的困难 在室温下，铝合金对 CO2 激光的吸收率极低，98%的激光能量将被铝合金表面反射，Nd：YAG 激光的反射率也达80%。可见，铝合金具有对激光的反射率高、吸收率小的特性。这是因为铝合金中自由电子的密度很大，在光波电磁波强烈震动下产生强烈的反射波和较弱的透射波，反射波不易被铝合金表面吸收，因而常温下铝合金表面对激光具有较高的反射率。

2. “小孔”的诱导和稳定
在激光焊接过程中，当激光能量密度大于 3.5*10^6W/cm2时会产生离子体，焊接方式以深熔焊方式进行，其原理主要是“小孔”效应，“小孔”的出现可大大提高材料对激光的吸收率，焊件在高能密度下熔合，以获得良好的焊接效果 在铝合金的激光焊接中首要的问题是小孔的诱导和维持稳定的困难，这是由于铝合金本身材料特性和激光束的光学特性造成的。如前所述，常温下的Al能反射掉80%的能量，再加上其导热性好，要产生“小孔”就需要一个大的激光能量密度阈值。不同铝合金激光焊接加工中都存在这样一个阈值，一旦输入功率大于此值，激光能量向材料内部的传递不再受热传导的限制，焊接则以深熔焊方式进行，激光辐射将引起母材金属强烈蒸发并形成蒸发凹槽，激光束通过蒸发凹槽深入到材料内部，焊缝深度和焊接效率也急剧增大。对于高反射的材料来说，如铝合金、铜合金，焊接中需要提供非常大的功率密度，这样就对焊接机型以及准直聚焦镜的选择都有一定要求。
3. 焊缝的机械性能
细晶强化、固溶强化、时效沉淀强化是铝合金的几种强化机制，即使存在这些强化机制，激光焊接过程中 Mg、Zn 等低熔点合金元素的大量蒸发，也会导致焊缝下沉，硬度和强度下降。瞬时凝固过程中，细晶强化组织转变成铸态组织后，其硬度、强度会有所下降。此外，焊缝中裂纹、气孔的存在导致抗拉强度降低。总之，接头软化问题是铝合金激光焊接中存在的又一难题。
4 .气孔
铝合金的激光焊接过程中容易产生气孔，主要有两类：气孔和匙孔破灭产生的气孔。
（1）气孔。铝合金在高温下表面极易形成氧化膜，氧化膜容易吸附环境中的水分。激光加热时，水分分解产生氢，而氢在液态铝中的溶解度约为其在固态铝中溶解度的20倍。在合金瞬时凝固过程中，由液态铝向固态转变时，氢的溶解度急剧降低，液态铝中多余的氢如果不能顺利上浮溢出就会形成气孔。这类气孔一般形状规则，尺寸大于树枝晶尺寸，在其内表面可见有树枝晶结晶凝固花样。
（2）匙孔塌陷。焊接小孔内在自身重力和大气压力处于平衡态，一旦平衡被打破，熔池中液态金属不能及时流过来填充就会形成不规则孔洞，有研究发现孔洞内壁镁的含量约为焊缝附近的4倍。
由于激光焊接的冷却速度太快，气孔问题更加严重，并且在激光焊接中还多了一类由于小孔的塌陷而产生的孔洞。