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文檔簡介
1、隨著環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源的要求日益增加,輕量化材料如鋁合金的使用越來越廣泛。由于化學(xué)成分上的差異,不同系列鋁合金適用條件不同,因此異種鋁合金的連接,成為結(jié)構(gòu)完整性的必要手段。焊接是實(shí)現(xiàn)異種鋁合金連接的主要方法,搭接接頭是常見的接頭形式之一。然而,由于氣孔缺陷、裂紋缺陷等是鋁合金在焊接加工過程中的常見問題,特別是當(dāng)部分鋁合金的化學(xué)成分處于熱裂敏感區(qū)域,異種鋁合金焊接過程中不同的熔合情況帶來的焊接問題不同,獲得高質(zhì)量的焊接接頭挑戰(zhàn)較大。
2、> 本文針對AA5754和AA6013兩種鋁合金開展了異種鋁合金激光搭接焊熱裂紋敏感性試驗(yàn),主要以搭接接頭的形式進(jìn)行激光焊接試驗(yàn)研究。通過改變焊接工藝參數(shù)包括激光功率、搭接順序、焊接速度、搭接量和拘束條件,研究不同工藝參數(shù)對凝固裂紋敏感性的影響規(guī)律。通過分析焊接接頭的化學(xué)成分、熔合比、顯微組織和斷口形貌,表征了搭接接頭焊接過程中凝固裂紋的形貌特征,揭示了其產(chǎn)生的基本原因。同時,結(jié)合異種鋁合金激光搭接焊接的有限元模擬,進(jìn)一步闡明了凝固裂
3、紋形成的力學(xué)因素。文章取得的結(jié)論如下:
(1)在異種鋁合金搭接激光焊接過程中,AA5754的熔入會降低焊縫的凝固裂紋敏感性,而焊縫中 AA6013成分增加則會提高焊縫產(chǎn)生凝固裂紋的可能性,這是由于AA6013凝固裂紋敏感性要高于AA5754的緣故。故適當(dāng)控制不同鋁合金的熔合比是控制凝固裂紋的有效措施。
(2)獲得了不同搭接順序下焊接工藝參數(shù)對凝固裂紋敏感性的影響規(guī)律。當(dāng) AA6013在上 AA5754在下時,隨著激光
4、功率的增加,凝固裂紋敏感性降低,且激光功率大于3.85 kW時可以有效抑制凝固裂紋的產(chǎn)生;隨著焊接速度的增加,凝固裂紋的敏感性增加,并獲得了搭接量分別為12、10、8和6 mm時,不產(chǎn)生裂紋對應(yīng)的臨界焊接速度分別為3.0、3.3、3.9和4.5 m/min。
(3)采用上述得到的優(yōu)化激光焊接工藝參數(shù),可以獲得無凝固裂紋的異種鋁合金搭接接頭。通過拉伸試驗(yàn)表明,搭接接頭剪切強(qiáng)度大于140 N/mm。
(4)有限元分析表明
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