異厚度鋁合金激光拼焊工藝及溫度場(chǎng)研究.pdf

1、激光剪裁拼焊是將不同材質(zhì)、厚度的板料經(jīng)剪裁后，用激光拼焊成各種坯板，為整體沖壓成型做準(zhǔn)備的先進(jìn)加工工藝。這種工藝現(xiàn)主要應(yīng)用于汽車車身的制造，并獲得很大的成功。 利用CO2激光器進(jìn)行了不等厚鋁合金5A05薄板的焊接，研究了焊接過程的主要影響因素（激光輸出功率、焊接速度、離焦量、表面涂粉情況等）對(duì)焊縫成形及焊縫宏觀質(zhì)量的影響規(guī)律。確定了鋁合金5A05拼焊板的最佳工藝參數(shù)范圍，得到性能合格的鋁合金激光剪裁拼焊板。結(jié)果表明：表面涂粉對(duì)鋁

2、合金5A05薄板焊接過程穩(wěn)定性及焊縫外觀質(zhì)量影響不明顯，涂粉的焊縫由于增加了激光吸收率，焊接過程反應(yīng)較劇烈，伴有輕微的爆破聲。 利用光學(xué)顯微鏡、SEM、EPMA、顯微硬度儀等研究了焊縫接頭的金相組織、物相，并對(duì)焊縫接頭力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試分析。結(jié)果表明：焊縫中心組織為非常細(xì)小均勻的胞狀等軸晶，焊縫中心的物相組成為α（Al）+β（Mg2Al3），還有少量FeAl3、（FeMn）Al6和SiMg2。焊縫接頭硬度分布情況為：焊縫中心區(qū)域硬

3、度最高，熔合線附近硬度最低。薄、厚兩板母材焊前都是退火態(tài)，所硬度變化不大。 利用ANSYS軟件對(duì)異厚度鋁合金激光拼焊的溫度場(chǎng)進(jìn)行三維瞬態(tài)有限元分析。為了提高計(jì)算精度，選擇三維熱分析單元SOLID90，選取橢球形函數(shù)分布的熱源模型，利用ANSYS軟件的APDL語言編寫程序?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)熱源的加載。在模擬中既考慮一般激光焊接中材料熱物理性能參數(shù)的溫度相關(guān)性、熔化潛熱、邊界條件、等離子體、熔池對(duì)流、保護(hù)氣體等對(duì)溫度場(chǎng)的影響，又考慮異厚度鋁合