5754鋁合金激光填絲搭接焊縫成形及氣孔的研究.pdf

1、激光焊接技術(shù)具有焊接質(zhì)量高、精度高、焊件變形小、焊接過(guò)程效率高以及無(wú)需真空條件等優(yōu)勢(shì),目前成為研究鋁合金焊接的熱點(diǎn)之一。激光填絲焊接在保留激光自熔焊接優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,又克服了激光自熔焊接對(duì)工件加工和裝夾要求高等問(wèn)題,而且可以通過(guò)填入焊絲提高焊縫的成形質(zhì)量,調(diào)整焊縫成分、補(bǔ)充易燒損的金屬元素。但是焊絲的加入使得焊接過(guò)程變得復(fù)雜,因此對(duì)于鋁合金的激光填絲焊接在國(guó)內(nèi)研究較少。本研究采用先進(jìn)的4kW光纖激光器和具有穩(wěn)定送絲能力的焊機(jī),研究了搭接形

2、式下,激光填絲焊接5754鋁合金的焊接性。
　　研究表明,焊接速度對(duì)于焊縫的表面成形的影響最大,焊接速度過(guò)小或過(guò)大都會(huì)得到成形不好的焊縫;而焊縫表面成形質(zhì)量對(duì)激光功率和送絲速度具有較高的容忍度,在較大范圍內(nèi)改變送絲速度和激光功率,都得到了成形良好的焊縫;增加送絲速度,焊縫熔寬變化不明顯,焊縫堆高增加。此外,激光功率和焊接速度與焊縫熔深呈線性變化的關(guān)系,增大激光功率、減小焊接速度,焊縫熔深線性增加;增加送絲速度,焊縫熔深呈階梯式減小

3、,減小幅度并不明顯。
　　5754鋁合金是Al-Mg系的簡(jiǎn)單共晶型合金,有α和β兩相,β相是Mg2Al3化合物,α和β能夠形成共晶體。激光填絲焊接5754鋁合金,得到的典型接頭分為母材區(qū)、焊縫熱影響區(qū)和焊縫區(qū)。橫向硬度從大到小分別是焊縫區(qū)、母材區(qū)和熱影響區(qū),焊縫縱向硬度變化不大;激光焊接焊接速度快,焊縫熱影響區(qū)很窄,但組織較為粗大,力學(xué)性能最差。焊縫區(qū)從上部到下部組織分布有區(qū)別,上部晶體生長(zhǎng)時(shí)間較長(zhǎng),有較為粗大的α相晶體生成,下部

4、枝晶和共晶組織分布較為均勻。
　　焊縫中的工藝氣孔對(duì)焊縫性能有很大影響,它的形成原因是激光深熔焊接過(guò)程中,由于匙孔發(fā)生的機(jī)械擾動(dòng),一部分金屬蒸汽形成氣泡,焊縫凝固后成為工藝氣孔。改變激光功率和焊接速度,會(huì)改變?nèi)鄢刂械臏囟确植紡亩淖兒缚p中匙孔的穩(wěn)定性,進(jìn)而影響焊縫中工藝氣孔的形成。研究發(fā)現(xiàn),焊接速度越大,氣孔率越小;激光功率越大,氣孔率越大;在一定范圍內(nèi)改變送絲速度,氣孔率變化不大。
　　最后,在研究了焊接參數(shù)對(duì)工藝氣孔影響