異種鋁合金激光搭接焊熱裂紋形成機(jī)理研究.pdf

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(shí)，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(shí)，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(shí)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(shí)，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