鋁合金激光填絲和電弧復合焊接技術(shù)研究.pdf

1、鋁合金密度低，耐腐蝕性能好，抗疲勞性能高，以及具有較高的比強度和比剛度，是飛機結(jié)構(gòu)的理想材料。激光焊接具有能量密度高、焊接變形小、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，利用激光填絲焊和復合焊接技術(shù)可以降低對接裝配精度、改善焊縫冶金特性、提高接頭機械性能等。本文針對1.2mm厚SA06鋁合金和3mm厚5A90鋁鋰合金激光填絲焊以及3mm厚5A90鋁鋰合金激光電弧復合焊接技術(shù)展開研究，為航空用鋁合金的推廣應用提供數(shù)據(jù)參考。 激光填絲焊接時，通過焊接工藝

2、參數(shù)(送絲速度、激光功率、焊接速度和送絲幾何位置)的優(yōu)化控制焊縫背寬比(焊縫的背面寬度與表面寬度之比)，從而控制焊縫的成形質(zhì)量。當其它優(yōu)化工藝參數(shù)固定時，光絲間距必須嚴格控制在+0.2～+1.5mm范圍，而激光復合焊由于引入電弧，兩熱源產(chǎn)生“協(xié)同效應”，對光絲間距的要求可以放寬在0～6mm范圍內(nèi)。優(yōu)化的復合焊接工藝可以增加焊縫熔寬和熔深，但是在其它參數(shù)一定時，只有當焊接電流超過一定閾值，復合焊的優(yōu)勢才能充分體現(xiàn)。在激光填絲焊和復合焊接主

3、要工藝參數(shù)中，優(yōu)化送絲速度的選擇也與輸入功率有關(guān)，且母材板厚較小有利于填絲焊優(yōu)化送絲速度的提高及其范圍的擴大。 激光填絲焊和復合焊均能有效改善激光焊接的間隙適應性，其最大間隙容許裕度均可達0.9mm以上，是激光焊的4～6倍。鋁合金的主要焊接缺陷是成形不良和氣孔，母材板厚較大時，焊縫中氣孔數(shù)量增多且尺寸增大趨勢加劇，但通過嚴格的焊前表面處理，并實現(xiàn)全熔透焊接均能獲得成形較好且基本無氣孔的焊縫。另外，利用高速攝像監(jiān)測激光填絲焊接過程