鋁合金激光焊接凝固裂紋判據(jù)的研究.pdf

1、隨著激光器功率的提高，激光焊接鋁合金得到較為廣泛運用。然而，在激光焊接鋁合金時，容易產生熱裂紋。為了防止在激光焊接鋁合金所產生的熱裂紋，一般從工藝因素以及冶金因素兩方面進行考慮。本文通過引入焊縫元素當量的概念，建立鋁合金凝固裂紋判據(jù)。通過對純鋁板以及ZL114A鋁合金，在同一種焊接工藝下進行激光填粉焊接，從冶金因素角度研究了各種元素對這兩種材料所產生凝固裂紋的影響。通過能譜分析，得到裂紋斷口附近的元素含量。根據(jù)所測得元素含量，類比碳當量

2、表達式，以元素含量作為輸入，凝固裂紋敏感系數(shù)K作為輸出，利用數(shù)學回歸以及BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡進行建模，并對這兩種模型進行比較。利用MATLAB對所測得的數(shù)據(jù)進行回歸對兩種材料能得到如下硅當量表達式，對純鋁板：52.9 0.29 4.03 5.3 19.33-K=Si+O+Mg-Fe-Cu+3.17，對于ZL114A鋁合金：21.98K=Si+0.92Cu+1.77O-2.27Mg-0.82Fe-8.7。分析以上表達式得到：對于純鋁板所產生的

3、凝固裂紋，硅以及鎂元素的能降低裂紋的產生，而鐵以及銅元素是促進裂紋的生成，尤其是銅元素。對于ZL114A鋁合金所產生的凝固裂紋，其中鎂元素抑制裂紋的產生，降低裂紋傾向性，而硅、氧以及銅元素是促進裂紋的生成。而經(jīng)過訓練的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡模型只能較好的預測所產生的裂紋敏感系數(shù)，并且不是很穩(wěn)定。通過比較所建立的硅當量表達式和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡的預測能力發(fā)現(xiàn)：焊縫元素當量表達式能較為精確的預測純鋁板以及ZL114A鋁合金焊縫中是否產生凝固裂紋，而