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铝合金的激光-MIG复合焊接技术由于焊接效率高并且通过MIG焊的填丝可以改善焊接接头的组织结构和冶金性能,其集成电弧和激光两种热源的优点,在焊接领域具有广泛的应用。A7N01铝合金具有优良的物理化学性能,在航空航天、高速列车和汽车领域有着广泛的应用前景,被广泛应用于高速列车的车体中。但是在焊接厚板A7N01铝合金时存在焊缝成形不佳,容易出现气孔和裂纹等焊接缺陷,接头的性能还有待进一步提高。本文采用YLS-5000型光纤激光器和KEMPPI电弧复合热源对10mm厚的A7N01铝合金板进行MIG焊和激光-MIG复合焊接,系统研究复合焊接的焊缝成形,接头的显微组织演变以及接头性能,为A7N01铝合金的激光-MIG复合焊接提供理论依据,具体研究成果如下:通过不断完善A7N01铝合金激光-MIG复合焊接工艺,获得成形良好、无焊接气孔和裂纹的复合焊接接头。A7N01铝合金激光-MIG复合焊接接头由焊缝区、熔合区和热影响区组成,由于每一区域所受的焊接热循环不同,表现出不同的组织特征。在复合焊接接头的顶部,从焊缝中心到焊缝边缘依次为等轴晶区,等轴晶与柱状晶过渡区和柱状晶区,而在复合焊接接头的底部,在焊缝边缘则没有产生明显的柱状晶区。焊缝和热影响区的宽度很窄。通过对焊接接头的EDAX成分分析,合金元素在不同区域的分布不均匀。A7N01铝合金激光-MIG复合焊接接头焊缝区的硬度最低,约76HV,母材的硬度最高,约108HV,在熔合线附近硬度变化最大。复合焊接接头的抗拉强度为309MPa,达到母材强度的71.7%,其宏观断口有明显的塑性变形,微观断口表面上存在大量的韧窝,呈韧性断裂的特点。拉伸试样均断裂在焊缝位置,所以焊缝成为焊接接头的最薄弱位置。A7N01铝合金激光-MIG复合焊接接头的疲劳断口可以分为裂纹源区、裂纹稳定扩展区和瞬断区,疲劳裂纹萌生于靠近试样表面粗大的第二相及夹杂物处,扩展区存在大量的疲劳条带和二次裂纹,瞬断区呈现脆性和韧性混合断口的特征,与静拉伸断口的微观形貌相似。在疲劳循环的初期阶段,棘轮效应明显,特别在前10循环内,材料发生明显的塑性变形,在疲劳循环的最后阶段,材料裂纹扩展速度增大,材料内部的显微空洞生核长大,导致材料内部的应力集中,最终导致材料的疲劳失效。通过观察疲劳试样的表面损伤情况,疲劳源优先在焊接接头中的夹杂,气孔等焊接缺陷处萌生。A7N01铝合金激光-MIG复合焊接接头在疲劳过程中主要以循环软化为主,会发生阶段性的循环硬化。在应力控制模式下,随着循环次数的增加,塑性变形逐渐增大。试样在疲劳载荷的作用下产生疲劳软化,应力应变迟滞回线在不同的应力水平下达到稳定循环的时间不同。