鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接工藝及接頭性能研究.pdf

1、由于鋁合金質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐蝕性好、無(wú)鐵磁性及具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能在航空、航天、車輛和船舶等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。并且鋁合金具有優(yōu)良的可焊接性，目前幾乎所有的熔化焊及固相連接技術(shù)都應(yīng)用在鋁合金連接中。低功率激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)是一種新的高效節(jié)能的綠色連接方法，已經(jīng)在鈦合金、鎂合金、鋼鐵及異種金屬的連接方面得到了良好的應(yīng)用，這種復(fù)合熱源在鋁合金連接上也有很廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文采用低功率激光-TIG復(fù)合熱源對(duì)3 mm厚606

2、1-T6鋁合金及2 mm厚預(yù)制態(tài)的7005鋁合金板材進(jìn)行冷填絲對(duì)接焊，所用焊絲的牌號(hào)為ER5356。對(duì)于6061-T6鋁合金，探究了工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形及接頭氣孔的影響；對(duì)送絲條件進(jìn)行了優(yōu)化；探究了影響焊縫尺寸的主要工藝參數(shù)；對(duì)接頭進(jìn)行了性能及組織分析；分析了僅時(shí)效（155℃下時(shí)效不同的時(shí)間）和固溶+時(shí)效處理（在不同固溶溫度下固溶1 h，淬火，再在155℃下時(shí)效8 h）對(duì)接頭組織和性能的影響。對(duì)于7005鋁合金，研究了工藝參數(shù)對(duì)接頭成形的

3、影響并對(duì)接頭性能和組織進(jìn)行了分析，以期為低功率激光-TIG復(fù)合焊接技術(shù)在鋁合金連接的應(yīng)用上提供理論與技術(shù)支撐。
　　對(duì)于6061-T6鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接得到如下結(jié)論：在不填絲堆焊下，焊縫成形尺寸隨電弧電流的增加而增加，隨焊接速度的增加而減小；合適的工藝參數(shù)組合可得到無(wú)氣孔的接頭。在冷填絲堆焊下，當(dāng)光絲間距在+1~+3.75 mm范圍內(nèi)時(shí)，焊接過(guò)程穩(wěn)定，熔滴以“液橋”形式向熔池過(guò)渡；當(dāng)送絲角度為50°時(shí)，送絲速度參數(shù)較寬。在冷

4、填絲對(duì)接焊下，焊接參數(shù)對(duì)焊縫幾何尺寸的影響從大到小依次為電弧電流、焊接速度、激光功率；對(duì)熔寬、正面余高和背部余高影響最大的因子分別為激光功率，電弧電流，電弧電流。成形良好接頭的抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率分別為213.9 MPa和15.2%（母材相應(yīng)的分別為340 MPa和14.84%）；時(shí)效處理對(duì)接頭性能改善不明顯；固溶+時(shí)效處理時(shí)，當(dāng)溫度為475℃時(shí)，晶粒長(zhǎng)大造成接頭軟化。在520℃時(shí)，復(fù)合焊接接頭性能最優(yōu)，抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率分別為285

5、.78 MPa和20.37%。當(dāng)固溶溫度為565℃時(shí)，接頭過(guò)燒。對(duì)時(shí)效處理與固溶+時(shí)效處理下的性能最優(yōu)的接頭進(jìn)行TEM觀察分析發(fā)現(xiàn)，兩種處理在改善接頭性能方面的差異與強(qiáng)化相的數(shù)量、形態(tài)和分布及位錯(cuò)的分布有關(guān)。
　　7005鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接結(jié)果表明：激光-電弧復(fù)合焊接熱源對(duì)這種鋁合金具有很強(qiáng)的適應(yīng)性；熱影響區(qū)的晶粒仍保持母材的晶粒組織特征；接頭抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率分別是母材的91.73%和73.92%；各區(qū)中的合金元素分布均