5052鋁合金激光焊接焊縫及其氣孔研究.pdf

1、高強(qiáng)鋁合金是輕量化中替代鋼材的理想材料，但對(duì)于鋁合金的連接依然存在很多問(wèn)題，激光焊接由于能量密度高、熱輸入集中等優(yōu)點(diǎn)而明顯優(yōu)于其他連接方法，但焊縫中最常出現(xiàn)的氣孔問(wèn)題仍有待進(jìn)一步研究。本研究采用3kW半導(dǎo)體激光器，探究5052鋁合金的對(duì)接焊焊縫形貌和氣孔問(wèn)題并提出解決方案。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，激光功率、焊接速度以及離焦量對(duì)焊縫表面形貌的影響較大，而保護(hù)氣流量對(duì)其表面形貌相對(duì)影響較小。激光功率和焊接速度過(guò)大或過(guò)小都不能得到良好的表面

2、形貌;離焦量在-2mm到+1mm區(qū)間能得到良好焊縫形貌。
　　 焊縫組織在橫向方向上組織變化明顯，焊縫區(qū)域?yàn)槊黠@的樹(shù)枝狀晶粒，且晶粒尺寸粗大，焊縫熱影響區(qū)域非常窄小，為明顯的柱狀晶組織，由于激光焊接的速度非?？欤瑢?duì)熔池的快速加熱和冷卻作用，導(dǎo)致焊縫熱影響區(qū)晶粒明顯細(xì)化，柱狀晶生長(zhǎng)方向垂直于熔合線向焊縫中心延伸。由于母材中合金元素的蒸發(fā)燒損及熔池的重力作用，使得焊縫的頂部底部均有少量凹陷，焊縫中心硬度較母材及熱影響區(qū)降低。

3、　　 氣孔的產(chǎn)生使得焊縫的有效工作截面減小、機(jī)械性能下降，尤其是工藝氣孔。其主要形成原因是激光深熔焊接過(guò)程熔池中匙孔的不穩(wěn)定，匙孔前沿產(chǎn)生坍塌將氣體卷入封閉，無(wú)法逃逸出的氣體便形成氣孔。研究表明，不同激光功率、焊接速度及保護(hù)氣流量時(shí)，匙孔的大小和穩(wěn)定性都不同，從而影響焊縫中的氣孔數(shù)量。
　　 最后在對(duì)接焊時(shí)采取預(yù)置間隙的方式探究其對(duì)焊縫氣孔的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在合適間隙時(shí)，匙孔穩(wěn)定性增強(qiáng)，熔池中卷入的氣體經(jīng)過(guò)間隙逃逸出去，從而使