铝合金激光焊接工艺研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:unicom_1010
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铝合金是工业生产中的一种重要的轻金属材料。相对于铝合金的传统焊接工艺,激光焊接工艺具有诸多优势。激光是一种高能量密度热源,具有较快的焊接速度和较小的热输入,使得焊接件变形较小,生产质量较为优异。本文以1.5mmm厚的5052铝合金为研究对象,对铝合金连续和脉冲激光焊接工艺分别进行研究。对5052铝合金进行激光焊接实验,对离焦量、激光器输出功率、焊接速度和脉冲能量进行优化。通过对焊接试样焊缝成形、力学性能、微观组织和显微硬度的分析,得到最佳的铝合金连续和脉冲激光焊接工艺参数。通过力学性能分析可知,5052铝合金连续和脉冲激光焊接接头的抗拉强度分别达到母材抗拉强度的84.43%和91.80%,两者均具有较高的抗拉强度。通过对微观组织的分析可知,两种焊接工艺得到的微观组织基本相同,母材α(A1)基体上分布有少量的MgSi2和FeAl3质点,热影响区组织为树枝状晶,焊缝组织为等轴晶。焊缝的晶粒最为细小、组织最为致密,显微硬度达到最大值。另外,本文还对两种激光焊接工艺进行比较,发现连续和脉冲激光焊接工艺均可以使焊接试样得到较为理想的焊缝成形和较高的抗拉强度。但是,由于脉冲激光的能量输出有间歇性,熔池搅拌更加强烈,有利于熔池中气泡的上浮,有效的抑制了气孔的生成。熔池的剧烈搅拌还使得各种元素的分布更加均匀,有效的抑制了裂纹的生成。所以,脉冲激光焊接工艺对焊接接头气孔和裂纹等焊接缺陷的控制更为理想,使得脉冲激光焊接所获得的焊接质量更加优异,与连续激光焊接相比,其焊接接头的抗拉强度增加了约6%。
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