高功率光纖激光非熔透焊接5A06鋁合金.pdf

1、5A06鋁合金具有耐蝕性好、比強(qiáng)度高、退火后焊接性能好等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航天、汽車、化學(xué)工業(yè)等場合得到廣泛應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，為保證筒體內(nèi)部元器件的工作環(huán)境，筒體外的加強(qiáng)筋都采用非熔透焊接，較為普遍的是電弧鉚焊，通過填充焊絲改善焊點(diǎn)的性能，但是焊點(diǎn)表面會有很大的凸起，筒體內(nèi)部容易產(chǎn)生變形，加強(qiáng)筋與筒體的搭接邊尺寸大，不僅浪費(fèi)材料，還增加了筒體的重量。激光具有優(yōu)良的傳輸和聚焦性能，聚焦后可以達(dá)到很高的功率密度，而且作用時(shí)間短、焊接速度快、

2、熱影響區(qū)小、焊縫組織細(xì)小致密，接頭可以達(dá)到很高的性能和極小的變形。使用激光不僅可以點(diǎn)焊，而且可以很容易實(shí)現(xiàn)快速的連續(xù)縫焊，達(dá)到比單個(gè)焊點(diǎn)強(qiáng)度高得多的焊接接頭。
　　針對如何在非熔透的情況下，保證焊接接頭具有良好的表面質(zhì)量和力學(xué)性能，本文采用6kW高功率光纖激光器對5A06鋁合金進(jìn)行了非熔透搭接焊數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究。
　　(1)簡要闡述了激光焊接的原理及模式，分析了激光焊接相對于傳統(tǒng)焊接方式的優(yōu)勢以及制約激光焊接擴(kuò)大應(yīng)用的因素

3、，介紹了國內(nèi)外鋁合金激光焊接、非熔透激光焊接以及激光焊接數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀。對鋁合金材料種類以及鋁合金激光焊接的難點(diǎn)進(jìn)行了介紹，闡述了鋁合金激光焊接中容易產(chǎn)生的缺陷以及相關(guān)的抑制辦法。
　　(2)對5A06鋁合金非熔透激光焊接進(jìn)行數(shù)值模擬，結(jié)合激光深熔焊接的熔池特征，選取合適的熱源模型，使用有限元軟件ANSYS，在考慮材料的熱物理性能參數(shù)和邊界條件下，對5A06鋁合金非熔透激光焊接溫度場和應(yīng)力場進(jìn)行了仿真分析，研究了焊接過程中焊縫