活性激光焊接對(duì)鋁合金焊縫氣孔及合金元素?zé)龘p的影響.pdf

1、5A01鋁合金是我國(guó)自行研制的Al-Mg系高強(qiáng)防銹鋁合金，由于含鎂量高，加工硬化率大，所以強(qiáng)度較高。主要用途為艦艇用鋁合金板材，耐蝕、可焊、中高強(qiáng)度的鋁合金結(jié)構(gòu)件。鋁合金激光焊對(duì)激光吸收效率低，焊縫成形差，易形成氣孔，而鋁合金活性激光焊不但可以提高激光的吸收效率，而且能改善焊縫成形，降低焊縫中氣孔的含量。
　　本論文以5mm-5A01鋁合金為試驗(yàn)材料進(jìn)行激光活性焊，試驗(yàn)所用活性劑為單一組元活性劑（SiO2、NaF、CaF2、Cr2

2、O3、Na3AlF6）和復(fù)合組元活性劑（SiO2+ Cr2O3、Cr2O3+ CaF2、CaF2+Na3AlF6、Na3AlF6+ SiO2）。其中單組元活性劑與無(wú)水酒精的配比為1:1，復(fù)合活性劑與酒精的配比為1:1:1。激光焊試驗(yàn)首先在尺寸為290mm*80mm*5mm鋁合金上進(jìn)行激光堆焊試驗(yàn)，分析活性劑對(duì)焊縫成形、改善激光吸收效率的影響；以SiO2活性劑，在尺寸為150mm*70mm*5mm鋁合金板材上，進(jìn)行激光對(duì)接焊試驗(yàn)，研究工藝

3、參數(shù)對(duì)焊縫Mg元素的燒損、焊縫區(qū)硬度的影響。
　　試驗(yàn)研究結(jié)果表明：鋁合金表面涂抹活性劑后，對(duì)焊縫成形有不同程度的影響。涂敷 SiO2活性劑時(shí)焊縫成形較好，表面呈魚鱗狀均勻分布?；钚詣┑奶砑訒?huì)增加焊縫的熔深、改善焊縫的深寬比，其中Na3AlF6、SiO2單一組元活性劑作用最為明顯；涂抹活性劑后焊縫中并未產(chǎn)生新的物相，未檢測(cè)到活性劑元素；涂抹活性劑使得焊縫熔池輪廓發(fā)生改變，呈現(xiàn)出“酒杯狀”；不同的活性劑對(duì)焊縫硬度影響不同，其中涂敷S

4、iO2、Cr2O3+CaF2時(shí)焊縫區(qū)硬度分布均勻且高于未涂抹活性劑焊縫區(qū)硬度。
　　5A01鋁合金活性激光對(duì)接焊試驗(yàn)，采用SiO2活性劑，激光功率在4KW～4.5KW范圍內(nèi)時(shí)，焊縫氣孔率與功率不成線性關(guān)系，涂抹活性劑形成的焊縫氣孔率低于無(wú)活性劑氣孔率；焊接速度在1.5m/min～2.4m/min范圍內(nèi)，涂抹活性劑與無(wú)活性劑在速度的影響下焊縫氣孔率變化趨勢(shì)一致，隨速度的增加焊縫氣孔率先變大后減小，涂抹活性劑焊縫氣孔率低于無(wú)活性劑焊縫