異厚度鋁鋰合金激光焊接工藝研究和數(shù)值模擬.pdf

1、鋁鋰合金具有低密度、高比強度和比剛度，良好的抗裂紋擴展能力及熱穩(wěn)定性、超塑性等特征，是新一代輕型航空航天結(jié)構(gòu)材料，采用鋁鋰合金可以降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高運載能力，從而獲得顯著的經(jīng)濟效益。用焊接工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鉚接結(jié)構(gòu)可以減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，減少裝配時間，所以關(guān)于鋁鋰合金的焊接性問題日益受到人們的重視。激光焊接作為一種集高速、精密、靈活為一體的加工技術(shù)，能夠滿足工業(yè)上的要求。因此，研究異厚度鋁鋰合金激光焊接工藝具有良好的應(yīng)用價值，同時對深入理解激光焊

2、接的焊接機理也具有重要意義。
　　 本文采用試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對異厚度鋁鋰合金2090焊接工藝進行了較為系統(tǒng)的研究。
　　 首先，用激光拼焊方法對0.3mm和0.5mm的鋁鋰合金2090薄板進行激光焊接試驗，利用正交實驗法研究了電壓、頻率、焊接速度、離焦量等主要工藝參數(shù)對焊縫質(zhì)量的影響，能夠為異厚度鋁鋰合金2090焊接選取合理的工藝參數(shù)提供參考。
　　 其次，測試了焊接接頭的拉伸力學性能和硬度分布規(guī)律，

3、采用金相顯微鏡觀察了鋁鋰合金和焊接接頭不同區(qū)域的顯微組織結(jié)構(gòu)，并從理論上進行了分析和解釋。研究結(jié)果表明：各焊接因素對焊接強度影響的大小順序為：焊接速度→激光器頻率→激光器脈寬→激光器電壓→離焦量。對實際生產(chǎn)具有一定的指導意義。
　　 最后，建立了異厚度鋁鋰合金2090焊接的三維有限元熱分析模型，利用APDL編程實現(xiàn)激光熱源的動態(tài)加載，得到了溫度場的分布；進一步分析了焊接速度、激光平均功率對焊接溫度場的影響，并計算出焊縫寬度。結(jié)果