要解決鋁合金激光焊接的氣孔敏感性問題，可以利用多光束焊接減緩材料溫度降低的速度和增加鑰孔尺寸的方法減少上述2種氣孔的產(chǎn)生。主光束焊接過后的跟隨光束使材料的溫度降低速率減慢，同時(shí)能夠通過調(diào)節(jié)與主光束的空間距離來避免鑰孔塌陷而使鋁合金中鎂、鋅等金屬蒸氣留在焊縫中形成氣孔。

 　　2.3 鋁合金焊接熱裂紋

 　　鋁合金屬于典型的共晶型合金，焊接時(shí)容易產(chǎn)生熱裂紋。如果用單光束激光加工，材料加熱和冷卻速度極快，焊縫深寬比大，焊縫結(jié)晶組織方向性強(qiáng)，鋁合金焊接會(huì)在焊縫金屬和近縫區(qū)出現(xiàn)裂紋。出現(xiàn)在焊縫區(qū)的是結(jié)晶裂紋，出現(xiàn)在近縫區(qū)的為液化裂紋。一般在激光焊接時(shí)，近縫區(qū)很窄，大約在2O0ηm以下，不會(huì)對(duì)整個(gè)焊接接頭造成很大危害，所以重要的是如何止結(jié)晶裂紋。一般來說合金成分越大則產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的可能性越大，焊接速度越大則焊縫中裂紋數(shù)越多。出現(xiàn)以上情況是冷卻速度過快而合金元素不能完全固溶于結(jié)晶中且加熱冷卻時(shí)體積變化很大，產(chǎn)生很大的變形于應(yīng)力并作用于發(fā)生共晶的晶界上產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。在楚天激光工業(yè)激光設(shè)備有限公司激光加工工藝部進(jìn)行的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用平均功率為30 W單光束YAG激光進(jìn)行鋁合金焊接時(shí)，如果采用高速多次掃描并且每次的離焦量不同進(jìn)行焊接試驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)焊縫裂紋明顯減少，焊接強(qiáng)度增加。

 　　如果利用多光束焊接，可以通過調(diào)節(jié)主光束與跟隨光束沿焊縫的距離從而降低其冷卻速度，達(dá)到減少焊接熱裂紋的效果。

  　　3、鋁合金薄板多光束YAG激光焊接
   
　　3.1 多光束YAG激光的焊接光束布置
   
　　采用3光束激光進(jìn)行鋁合金焊接，根據(jù)具體的焊接要求，可以采用串列式、并列式、交叉式等光束布置方式，如圖3所示。

　　 3.2多光束YAG激光基本光路設(shè)計(jì)

 　　系統(tǒng)光路由硬光路和兩光纖傳輸的柔性光路共3條光路構(gòu)成。如圖4所示，平均功率50 W 的激光光束從諧振腔中射出后，分光鏡將出射激光分成功率為2∶1的2束激光。其中占總功率2/3 的330W左右激光束經(jīng)過擴(kuò)束聚焦輸出主光束。占總功率1/3 的激光束再由半透半反分光鏡分為功率相等的2束激光，可以達(dá)到分別藕合到光纖中進(jìn)行傳輸聚焦輸出，功率大約可以達(dá)到70 W左右。圖4中7可以電控使之自由插人光路，使輸出光路由單光束變?yōu)閮晒馐?光束。

 　　一般來說，鋁合金激光焊接在功率密度為105- 106W/cm2之間時(shí)，實(shí)現(xiàn)熱導(dǎo)焊;功率密度在106-107W/cm，之間時(shí)，實(shí)現(xiàn)深熔焊。對(duì)于平均功率為50w，YAG 固體激光器而言，其脈沖峰值功率可達(dá)10kw，激光光斑經(jīng)過準(zhǔn)直聚焦后，聚焦光斑的直徑可達(dá)0.lmm，焦點(diǎn)附近激光功率密度可達(dá)108w/cm2左右，完全能夠?qū)崿F(xiàn)激光深熔焊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)使主光路輸出功率占總功率的2/3，超過了鋁合金激光深熔焊的臨界功率4.0*l06w/cm2，可以實(shí)現(xiàn)激光深熔焊。

 　　4、結(jié)語

 　　多光束YAG激光焊接鋁合金將同一激光器的光束分為3束，光束分布靈活，同步焊接，有希望解決鋁合金薄板激光焊接過程的部分缺陷。如果合理使用保護(hù)氣體并設(shè)置恰當(dāng)?shù)墓に噮?shù)，有可能解決鋁合金薄板的YAG激光焊接難題，并為利用大功率的YAG固體激光器焊接厚板提供參考。