鋁合金激光-MIG復(fù)合填絲焊接特性研究.pdf

1、鋁合金激光-MIG復(fù)合焊充分利用了激光和電弧的優(yōu)勢，具有高速穩(wěn)定焊接的技術(shù)特點(diǎn)，有效地解決了電弧焊接鋁合金存在的熱損傷問題和單激光焊接鋁合金存在的焊縫成形差、氣孔率較高、裂紋傾向較大等問題，為鋁合金薄板的低熱損傷、高效優(yōu)質(zhì)焊接提供了技術(shù)解決方案。但對于鋁合金中厚板的焊接通常需要開坡口填充焊材完成其焊接過程，采用高速激光-MIG復(fù)合焊盡管可減少材料的熱損傷，但存在著高焊接速度、低熔敷速度的現(xiàn)象，無法滿足高效焊接的工程需求?；谥泻癜邃X合金

2、激光-MIG復(fù)合焊存在的這一問題，本論文采用一種新型的激光-MIG復(fù)合填絲焊接工藝，在不增加熱輸入的條件下，提高了熔敷速度從而提高了焊接效率。
　　論文以兩種母材5A06鋁合金、2A14鋁合金和兩種焊絲 ER5356、ER2319為試驗(yàn)對象，研究了填充材料對激光-MIG復(fù)合填絲焊焊縫成形的影響規(guī)律。結(jié)果表明，填充材料對焊縫成形有較大影響，相同試驗(yàn)條件下，對于2A14鋁合金，填入ER5356焊絲后熔深及母材熔化區(qū)域面積有所增加，填入

3、ER2319后明顯下降，而對于5A06鋁合金，填入兩種焊絲后，熔深及母材熔化區(qū)域面積均下降。
　　采用與鋁合金激光-MIG復(fù)合焊對比分析的方法，系統(tǒng)研究了激光功率、焊接速度、焊接電流等關(guān)鍵工藝參數(shù)對鋁合金激光-MIG復(fù)合填絲焊的焊縫成形和熔敷速度的影響規(guī)律；借助于高速攝像儀和電弧分析儀，對比分析了兩種不同焊接方法在激光匙孔、等離子體、電弧的電壓及電流等表征焊接過程穩(wěn)定性要素方面的變化特征。結(jié)果表明，激光-MIG復(fù)合填絲焊焊縫成形美

4、觀，焊接過程穩(wěn)定；兩種焊接方法在匙孔的開口面積、等離子體形態(tài)、電弧的電壓及電流波動等方面有著相似的變化規(guī)律，附加的填絲不影響焊接過程穩(wěn)定性；在不增加熱輸入的條件下，與鋁合金激光-MIG復(fù)合焊相比，激光-MIG復(fù)合填絲焊在本論文試驗(yàn)范圍內(nèi)熔敷速度可提高22％~68%。
　　運(yùn)用金屬材料的激光吸收理論，針對填充材料對鋁合金激光-MIG復(fù)合填絲焊焊縫成形的影響規(guī)律進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，由于母材及焊絲電阻率和電子狀態(tài)不同，產(chǎn)生了材料對

5、激光吸收率的差異，從而造成焊縫形狀的不同。相同條件下，填入激光吸收率高于母材的適量焊接材料時，焊縫熔深及母材熔化區(qū)面積會有所增加，填入激光吸收率與母材相近或低于母材的焊接材料時，焊縫熔深和母材熔化區(qū)面積會降低。
　　在鋁合金激光-MIG復(fù)合填絲焊接特性的研究基礎(chǔ)上，以高速列車側(cè)墻A6N01S鋁合金型材為研究對象，采用擺動激光與電弧復(fù)合的試驗(yàn)方法，通過與激光-MIG復(fù)合焊相對比，分析了激光-MIG復(fù)合填絲焊的焊縫氣孔率、焊接變形、焊