鋁合金活性劑激光焊接工藝研究.pdf

1、鋁合金以其比強(qiáng)度高、耐腐蝕、導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，在國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。作為一種高效的高能束焊接工藝，激光焊是實(shí)現(xiàn)鋁合金結(jié)構(gòu)連接最具技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的加工方法。但由于鋁合金對激光的高反射和自身的高導(dǎo)熱性，使得激光焊接鋁合金遇到很多的問題，如反射率高造成的熱效率低、熔深淺、以及表面成形差等。近年來，A-TIG焊接工藝的發(fā)展所呈現(xiàn)出的能夠大幅度提高焊縫熔深的特點(diǎn)為鋁合金激光焊接問題的解決提供了一種思路。本研究將活性焊接技術(shù)

2、引入鋁合金激光焊接，以期解決激光焊接鋁合金的難題，提高焊接熱效率、增大焊縫熔深。
　　 本文研究了不同活性劑對鋁合金激光焊接熔深、表面成形、顯微組織的影響，研制了能夠改善焊縫表面成形和增加熔深的雙組元和多組元活性劑，研究了活性劑涂敷量對焊接熔深的影響以及活性劑成分在焊縫中的存在性，并對活性劑增加鋁合金激光焊接機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明:氧化物可明顯增加焊縫熔深，氟化物對改善焊縫表面成形、減小熔寬和氣孔率有比較明

3、顯的作用，多組元活性劑的增加焊縫熔深效果一般優(yōu)于單組元活性劑。研制出的雙組元活性劑配方NaF+Ni2O3在CO2激光功率3.5kW、焊接速度0.3m/min和離焦量-1mm的工藝參數(shù)下可以焊透1.8mm的6013鋁合金板，焊縫表面成形良好，無氣孔缺陷。研制出的多組元活性劑AF1(12.0％V2O5+81.4％NaF+6.6％Cr2O3)在焊接速度1m/min、離焦量-1mm、Nd(:)YAG激光功率2kW和活性劑涂敷量12.5mg/cm

4、2的工藝參數(shù)下可以得到2.130mm的熔深，焊縫熔深隨著活性劑涂敷量的增加而增加。通過對焊縫不同區(qū)域的成分分析，活性劑的加入并未改變焊縫成分。通過熱電偶測溫試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)加入活性劑使得距焊縫中心5mm處峰值溫度由110℃增加為133℃，活性劑增加了鋁合金激光焊接的熱輸入，分析認(rèn)為活性劑增加鋁合金激光焊接熔深，一方面由于表面活性劑改變了鋁合金表面情況，增加了對激光吸收率從而增加了焊接熱輸入，增加了焊縫熔深;另一方面，加入活性劑之后焊接過程中產(chǎn)