5083鋁合金光纖激光-電弧復(fù)合焊接工藝特性研究.pdf

1、近年來，隨著高速列車輕量化進(jìn)程的發(fā)展，高強(qiáng)鋁合金激光-MIG復(fù)合焊技術(shù)顯示出廣闊的工程應(yīng)用前景，激光-MIG復(fù)合焊接技術(shù)充分集成了兩種熱源的優(yōu)點(diǎn)，焊接速度快，“橋接”能力強(qiáng)，隨著大功率高品質(zhì)光纖激光器的發(fā)展成熟，光纖激光-MIG復(fù)合焊成為重點(diǎn)研究方向。但目前高強(qiáng)鋁合金中厚板焊接存在焊縫成型不美觀、氣孔缺陷嚴(yán)重、接頭力學(xué)性能差等問題。本課題針對5083鋁合金結(jié)構(gòu)，通過分析焊縫宏觀形貌、微觀組織性能、氣孔缺陷、拉伸性能及殘余應(yīng)力分布，對高強(qiáng)

2、鋁合金光纖激光-MIG復(fù)合焊接的工藝特性進(jìn)行研究。得到以下結(jié)果:
　　對不同焊接方法工藝特性進(jìn)行對比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，激光-MIG復(fù)合焊不論是在焊縫成型、熔透能力、生產(chǎn)效率和焊接過程穩(wěn)定性方面，還是在拉伸性能方面，都優(yōu)于激光焊和MIG焊。
　　對不同板厚鋁合金激光-MIG復(fù)合焊的工藝特性進(jìn)行對比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，6mm厚鋁合金在焊縫成型和氣孔缺陷控制方面都不如4mm厚鋁合金薄板焊接效果好，但氣孔的存在對焊接接頭的拉伸性能影響不大

3、，6mm厚焊接接頭的拉伸性能要優(yōu)于4mm厚的接頭。同時(shí)，通過工藝調(diào)整，可以有效減小氣孔數(shù)量。
　　對6mm厚鋁合金激光-MIG復(fù)合焊的工藝特性進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊接速度和送絲速度對熔寬的影響比較顯著，激光功率與焊接速度的交互作用對余高和余高系數(shù)的影響比較顯著，焊接速度對焊縫氣孔率和拉伸性能的影響比較顯著。
　　對不同接頭形式鋁合金激光-MIG復(fù)合焊的工藝特性進(jìn)行對比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，開U型坡口焊縫成型優(yōu)于不開坡口焊縫，但焊縫

4、氣孔缺陷較多，抗拉強(qiáng)度降低。
　　對不同測試方法和不同焊接方法殘余應(yīng)力分布分別進(jìn)行對比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，切條法得到的殘余應(yīng)力數(shù)值最大，而X射線衍射法數(shù)值最小;激光-MIG復(fù)合焊殘余應(yīng)力分布波動(dòng)大于激光焊和MIG焊，其焊縫中心殘余拉應(yīng)力也最大。
　　對激光-MIG復(fù)合焊接頭的殘余應(yīng)力分布狀態(tài)進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，6mm厚鋁合金試板殘余應(yīng)力分布規(guī)律與4mm厚試板一致;隨焊線能量增大，殘余應(yīng)力波動(dòng)更大，拉應(yīng)力峰值更高，同時(shí)高殘余拉應(yīng)力