《表2 铝合金化学成分：铝/铜异种金属激光焊双熔池耦合成型及组织研究》

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《铝/铜异种金属激光焊双熔池耦合成型及组织研究》

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图4(a，b）分别是熔池运动的宏观形貌和物理模型。由图4可知，熔池流体在表面张力的作用下相互运动，并在熔池交界处发生少量混合，且在混合区生成大量金属间化合物，阻碍了原子的相互扩散，最终形成如图4(a）所示的熔池运动的方向（白色倒三角形）。在此过程中，铝由于熔点较低，首先发生熔化。铜侧母材在焊接过程中除了接受激光直接加热外，液态铝的流动将部分热量带到铜侧，最终使得铜侧母材熔化。同时，铝的导热系数比铜低，焊接过程中铝侧母材的升温速度比铜快，使得熔池中的温度分布出现不对称性。又因为铝侧温度梯度高于铜侧，使得熔池的速度分布也具有相似的不对称性。由张芙蓉[19]研究可知，激光焊中的表面张力是熔池内流体运动的主要驱动力，因此温度梯度与表面张力温度系数是影响熔池运动形态的主要因素，而对于纯铜及铝合金，表面张力随温度的升高而下降，即表面张力温度系数为负值，（σ为表面张力；T为温度，K）。所以，当激光热源附近的表面张力小于熔池边缘的表面张力时，液态金属沿着熔池表面从热源中心被拉到熔池边缘。此时焊缝中心区的温度最高，液态金属由熔池底部上升并向温度较低的熔池边缘流动，从而增加了耦合层宽度，熔池边缘温度较低，且液态金属密度较大，受重力作用向熔池底部运动。这种流动方式也将冷流体从熔池底部带到熔池上表面。这种熔池由于快速凝固，形成较大的温度梯度和浓度梯度，并在表面张力的作用下形成对流的现象，最终使得焊缝出现双熔池。