復(fù)合模式對(duì)鋁合金激光-TIG焊接成形及接頭性能影響.pdf

1、5052鋁合金具有質(zhì)量輕，耐蝕性好，無(wú)磁性，焊接性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、航天航空、船舶制造、化工等行業(yè)。傳統(tǒng)鋁合金電弧焊接容易發(fā)生翹曲、接頭軟化等問(wèn)題。激光電弧復(fù)合焊接避免了單一熱源焊接的缺陷，使得焊接過(guò)程的穩(wěn)定性和焊縫成形得到顯著改善。目前，鋁合金激光電弧復(fù)合焊接工作大多集中在激光與MIG電弧的復(fù)合研究上，而鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接的研究較少，尤其激光與TIG電弧之間的復(fù)合模式研究更是鮮有報(bào)道。
　　本文采用LWS-10

2、00型Nd∶ YAG激光器和WSM-400(PNE61-400P)數(shù)字化焊機(jī)，對(duì)3mm5052鋁合金進(jìn)行激光-TIG復(fù)合焊接，研究不同復(fù)合模式對(duì)焊縫成形、顯微組織以及接頭力學(xué)性能的影響。運(yùn)用ANSYS有限元軟件及K型鎳鉻熱電偶，分別對(duì)鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬和實(shí)測(cè)，分析不同復(fù)合模式對(duì)焊接溫度場(chǎng)的影響規(guī)律，并將模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。最后針對(duì)鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接焊縫成形機(jī)制以及不同材料在兩種復(fù)合模式焊接下氧化

3、膜對(duì)熔池流動(dòng)性以及焊縫成形機(jī)制的影響進(jìn)行了分析。
　　激光導(dǎo)前時(shí)焊縫表面成形美觀，熔池波動(dòng)較小，其接頭顯微組織晶粒比電弧導(dǎo)前時(shí)要粗大且晶粒分布不均勻;接頭顯微硬度在激光導(dǎo)前時(shí)要低于電弧導(dǎo)前，且激光導(dǎo)前時(shí)接頭軟化更明顯;激光-TIG復(fù)合焊接接頭的平均抗拉強(qiáng)度在電弧導(dǎo)前時(shí)達(dá)到127.8MPa，接頭延伸率為7.45％;激光導(dǎo)前時(shí)平均抗拉強(qiáng)度為100.2MPa，延伸率為5.76％。
　　針對(duì)鋁合金激光-TIG復(fù)合焊接接頭形狀，建立了

4、高斯+錐體+柱體+橢球的組合熱源模型，該組合模型適合鋁合金復(fù)合焊接溫度場(chǎng)的模擬，且模擬焊縫形狀與實(shí)際焊縫形狀吻合較好;兩種復(fù)合模式下各樣點(diǎn)的模擬最高溫度均大于實(shí)際測(cè)得的最高溫度，且在激光導(dǎo)前時(shí)，各樣點(diǎn)對(duì)應(yīng)的最高溫度均大于對(duì)應(yīng)點(diǎn)在電弧導(dǎo)前時(shí)的最高溫度。
　　不同復(fù)合模式下鋁合金復(fù)合焊接焊縫成形機(jī)制與激光等離子體與電弧等離子體之間的復(fù)合狀態(tài)有關(guān)。激光導(dǎo)前時(shí)，激光等離子體與電弧等離子體形成復(fù)合放電，“匙孔”的電弧等離子體電導(dǎo)率更高，激光