研究目的
研究次大气压对5A06铝合金激光焊接中匙孔动力学和熔池流动行为的影响，以理解和减少气孔缺陷。
研究成果
研究得出结论：负压环境能显著提升激光焊接质量，其通过形成更稳定的小孔、减少气孔缺陷并增加熔深来实现。所建立的数值模型准确预测了这些效应，与实验结果高度吻合。
研究不足
该研究假设熔池中的流体流动为层流且不可压缩，材料为各向同性且性能仅取决于温度。模型将5A06铝合金的多组分系统简化为Al-Mg二元体系，可能无法完全捕捉所有相互作用。该研究也未考虑相间渗透作用。
1：实验设计与方法选择：
开发了一种新型三维数值模型，用于模拟亚大气压条件下的小孔动力学和熔体流动行为，结合汽液平衡计算及Wilson方程优化沸点和反冲压力。采用移动混合热源模型描述激光能量分布。
2：样品选择与数据来源：
以5A06铝合金为基材。提供化学成分后，将该合金简化为Al-Mg二元体系处理。
3：实验设备与材料清单：
使用波长1060 nm的10 kW光纤激光器（IPG YLS-10000）进行焊接。实验在可实现亚大气压的真空舱中进行。
4：实验流程与操作步骤：
在105、103、101 Pa不同环境压力下以恒定速度1 m/min进行激光焊接。通过高速摄像机观察等离子羽流形态和熔池动态。
5：101 Pa不同环境压力下以恒定速度1 m/min进行激光焊接。通过高速摄像机观察等离子羽流形态和熔池动态。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：将数值结果与X射线检测的实验焊缝形貌及气孔分布进行对比验证模型。
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fiber laser
YLS-10000
IPG
Used for laser welding under subatmospheric pressures.
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high-speed camera
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Used to observe the morphology of plasma plume and weld pool dynamics.
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vacuum chamber
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Used to create subatmospheric pressures for laser welding experiments.
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