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铝合金焊接研究现状及存在问题

时间:2022-02-23 21:25来源:毕业论文
铝合金由于其良好的性能被广泛应用于航空航天、汽车车身等的工业生产中。但是铝合金本身的局限性也使得铝合金焊接存在着一些难点[6]。为了更好的利用铝合金这一优良材料,国内

铝合金由于其良好的性能被广泛应用于航空航天、汽车车身等的工业生产中。但是铝合金本身的局限性也使得铝合金焊接存在着一些难点[6]。为了更好的利用铝合金这一优良材料国内外的专家学者们对铝合金加工工艺进行了大量的研究。78229

Duffet·H[7]等人指出铝合金激光焊接过程中,熔池凝固速度过快是焊缝中产生热裂纹的关键,但是焊接质量的好坏主要是各种工艺参数综合作用的结果;同时他们还指出选择适当的焊接速度能有效的避免热裂纹的产生。A。Ancona[8]等人对AA5083 薄板进行激光对接焊试验时发现,当功率密度较小时,熔池内的匙孔不稳定,容易发生塌陷导致气孔增多,使焊缝的强度以及硬度降低。在使用较低焊接速度焊接时时,焊缝中的Mg元素的蒸发使得焊接接头软化。当焊接工艺参数为激光功率2500W、焊接速度100mm/s、保护气体为氦气时获得的焊缝质量较好,其焊缝硬度以及抗拉强度都有着很高的水平。与搅拌摩擦焊和钨极气体保护电弧焊相比,采用适当工艺参数的激光焊接有很大优势。Matsunawa A[9]等人在研究YAG激光点焊时,使用高速扫描摄像机观察了小孔与等离子的行为。研究发现,脉冲消失的瞬间,匙孔发生塌陷,保护气体和金属蒸汽无法逃逸出去而留在匙孔底部,随着熔池的冷却最后形成气孔。Pastor[10]等人发现焊缝金属强度由于镁带来的高蒸汽压而减少。镁元素对激光焊接熔深影响的报道相互矛盾。A。Haboudou[11] 等研究表明:阳极氧化和喷砂处理可以显著提高铝合金对激光的吸收率。Martukanitz[12]等人发现,在进行CO2激光焊接时,镁显著增加穿透力增加熔深,但是它却在使用YAG激光焊时仅仅只是产生了轻微的负面影响。Martukanitz、Smith[13]、Sakamoto和Shibata[14]都表示,镁元素有助于CO2激光焊接形成小孔,从而使铝镁合金具有较低的阈值光强和更好的光束耦合。部分国外学者[15-18]还研究激光焊接过程中的合金元素的蒸发、气孔及裂纹的产生。论文网

雷正龙[19]等人以5A06铝合金为母材,进行了双光束激光填丝焊并对所得焊缝的气孔特性进行了相关分析。试验表明,双光束激光填丝焊优势明显,它能够有效的减少焊缝中气孔,降低气孔率。并且串行双光束降低气孔率的能力比并行双光束要弱小很多。而在保护气体的选择上,纯氦气保护比纯氩气保护具有明显的优势。采用纯氦气保护时,小孔稳定,焊接区内等离子体减小,焊接过程稳定,同时也能够得到具有较好形貌和质量优良的焊缝。但是没有完美的方案,纯氦气价格更高,在工业实际生产操作中,需要更高的生产成本。激光功率同样是影响气孔的重要因素,铝合金双光束激光填丝焊接过程中,激光功率过小或者过大都会使焊接过程不稳定从而增大气孔率。在氦气保护和焊接速度为2m/min 的工艺参数不变的条件下,激光功率在2200W左右时,气孔率达到最小。路浩[20]等人使用活性MIG焊焊接铝合金时发现,焊缝的微观组织强化相种类并没有发生变化,但是强化相有所增大。通过上面这些我们可以看出,国内外的专家学者对激光焊接铝合金表现出很大的兴趣,相应的研究也做了不少。但是对于工艺参数对活性激光焊所得焊缝中Mg元素的烧损研究却不多。

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