鋁合金薄板激光-MIG旁軸復(fù)合焊接工藝與氣孔缺陷研究.pdf

1、輕量化是當(dāng)前汽車、列車、航天航空等工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的主要措施，而鋁合金由于具有比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)在鋁合金焊接方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，可以預(yù)計(jì)，激光-電弧復(fù)合焊接必將會(huì)在汽車、列車、航天航空等關(guān)于民生國計(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)中占據(jù)重要的地位。國外，相關(guān)研究單位在激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，并逐漸開始了工業(yè)應(yīng)用。在國內(nèi)，這方面的研究成果還較少，與德國、日本等發(fā)達(dá)國家還有一定差距。本文采用4kW光纖

2、激光器以及實(shí)驗(yàn)室自行搭建的復(fù)合焊接平臺，研究了鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接工藝特性，分析其成形規(guī)律和氣孔缺陷的產(chǎn)生機(jī)理及控制措施，并對5754鋁合金搭接、6005A鋁合金對接的微觀組織、力學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　研究表明，鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接在本文試驗(yàn)條件下采用電弧在前的焊接方向時(shí)焊縫熔深更大，熔寬更小。在焊接速度一定的情況下，影響焊縫熔深的主要是激光功率，影響焊縫熔寬的則主要是焊接電流。表征熱源間距的光絲間距在相應(yīng)工藝參數(shù)下存

3、在一定的工藝范圍且對焊縫熔深和熔寬有一定影響。
　　鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接焊縫內(nèi)部主要存在三類氣孔缺陷：氫氣孔是氫在熔池凝固過程中大量析出造成的，其形狀成規(guī)則圓球形，內(nèi)壁光滑且尺寸很小；工藝氣孔產(chǎn)生的根本原因是小孔的瞬間失穩(wěn)，它們的形狀不規(guī)則，尺寸也大小不一，內(nèi)壁成臺階狀；搭接特有的夾層孔穴是由于焊接過程中熔池中存在難熔氧化膜造成的，一般尺寸很大，形狀極不規(guī)則且伴隨尖銳的角度，孔壁還有氧化膜的存在。徹底清除焊件待焊部位的氧化膜

4、和采用惰性氣體保護(hù)熔池，有利于消除氧化膜導(dǎo)致的夾層孔穴和控制焊縫內(nèi)部氫氣孔。采用合適的工藝參數(shù)、降低焊接速度、正離焦、預(yù)留間隙和熔透等措施有利于控制焊縫內(nèi)部工藝氣孔。
　　鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接接頭上寬下窄，焊縫上部呈現(xiàn)一定的弧焊特征，焊縫下部接近激光焊特征。熔合線附近的焊縫組織由垂直于熔合線的細(xì)小的平行柱狀晶組成，焊縫中心主要為等軸晶組織且下部區(qū)域的晶粒尺寸較上部區(qū)域細(xì)小。從主要合金元素分布而言，在電弧攪拌和熔池流動(dòng)的作用下