改善鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接頭性能的工藝研究.pdf

1、2A14鋁合金具有質(zhì)量輕，耐熱性好，低溫性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶制造等領(lǐng)域。對(duì)鋁合金采用激光電弧復(fù)合焊接工藝是目前研究的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)鋁合金電弧焊接容易發(fā)生翹曲、接頭軟化等問(wèn)題。激光電弧復(fù)合焊接避免了單一熱源焊接的缺陷，使得焊接過(guò)程的穩(wěn)定性和焊縫成形得到顯著改善。目前，鋁合金激光電弧復(fù)合焊接工作大多集中在激光與MIG電弧的復(fù)合研究上，而鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接的研究較少，尤其激光與TIG電弧之間的復(fù)合模式以及改善接頭強(qiáng)度的研

2、究更是鮮有報(bào)道。
　　本文采用LWS-1000型Nd∶YAG激光器和WSM-400(PNE61-400P)數(shù)字化焊機(jī)，對(duì)3 mm2A14鋁合金進(jìn)行激光-TIG復(fù)合焊接，研究焊前對(duì)板材進(jìn)行黑化或加粉工藝，對(duì)焊縫成形、顯微組織以及接頭力學(xué)性能的影響，并且通過(guò)添加不同成分配比的TiC粉和Al粉，以探究改善接頭強(qiáng)度的工藝。此外，還分析不同復(fù)合模式對(duì)焊縫成形、顯微組織等的影響，深入探究其影響機(jī)理。最后探究熱處理工藝對(duì)鋁合金激光-TIG復(fù)合焊

3、接接頭的抗拉強(qiáng)度的影響。
　　在2A14鋁合金的激光-TIG復(fù)合焊接過(guò)程中，焊前黑化處理的工藝或添加TiC的工藝都可以改善鋁合金對(duì)激光的吸收率，但是黑化處理工藝對(duì)激光吸收率的提高效果大于加粉處理。黑化處理的寬度變化對(duì)焊縫成形的影響不顯著。
　　焊前涂覆TiC和Al粉的工藝方法可以有效改善焊接接頭的抗拉強(qiáng)度，經(jīng)過(guò)熱處理后的2A14純母材的抗拉強(qiáng)度大約為279.14 MPa，焊前沒(méi)有經(jīng)過(guò)加粉處理所得焊接接頭的抗拉強(qiáng)度平均值為18

4、4.33 MPa，為母材的66％。當(dāng)添加TiC為10％時(shí)，所得接頭強(qiáng)度平均值為252.90 MPa，約為母材的90.60％。
　　在焊接工藝參數(shù)相同時(shí)，激光導(dǎo)前獲得的焊縫表面成形質(zhì)量良好，焊縫表面略微凹陷，熔寬、熔深大，焊縫顯微組織更均勻化。而電弧導(dǎo)前獲得的焊縫表面嚴(yán)重發(fā)黑，焊縫表面略微隆起，熔寬、熔深小;激光導(dǎo)前模式和電弧導(dǎo)前模式的根本區(qū)別在于激光導(dǎo)前時(shí)激光擊破鋁合金表面的氧化膜，從而導(dǎo)致在整個(gè)焊接過(guò)程中能量的有效利用率不同。熱