6061鋁合金激光自熔焊與填絲焊工藝試驗研究.pdf

1、針對6061鋁合金廣泛應(yīng)用于汽車、高速動車和航空航天工業(yè)，焊接接頭為構(gòu)件中薄弱部分，本文系統(tǒng)開展了2.5mm和6mm厚6061鋁合金板材激光自熔焊和激光填絲焊工藝試驗研究。在分析試驗焊接工藝參數(shù)對焊縫成形影響的基礎(chǔ)上，優(yōu)化工藝參數(shù)，改善了焊縫成形、提高了焊接接頭強(qiáng)度;并結(jié)合力學(xué)性能試驗、顯微斷口形貌和組織成分分析，探究填絲對不同板厚鋁合金激光焊接過程和焊接接頭性能的影響。
　　激光自熔焊試驗結(jié)果表明，離焦量0、純氬保護(hù)氣體流量20

2、L/min條件下，2.5mm厚6061鋁合金對接焊縫，激光功率為2～3.75kW、焊速2～7m/min可形成平整光滑連續(xù)無缺陷的焊縫，表面魚鱗紋美觀，焊縫接頭拉伸斷于母材;6mm對接焊縫，激光功率8.5～9.5kw，焊速4.2m/mn～4.8m/min，可形成連續(xù)無表面缺陷的焊縫，表面無魚鱗紋，接頭抗拉強(qiáng)度系數(shù)為0.8。6mm板材焊接工藝參數(shù)范圍明顯窄于2.5mm，6061鋁合金板材對接隨厚度增加，工藝適應(yīng)性降低。
　　激光填絲焊

3、試驗結(jié)果表明，2.5mm厚6061鋁合金送絲速度范圍亦寬于6mm厚6061鋁合金。2.5mm厚鋁合金在激光功率2000W、焊接速度2m/min時，滿足送絲速度在0～9m/min內(nèi)均可良好成形;而6mm厚鋁合金需在激光功率為9500W、焊接速度4.8m/min下，滿足送絲速度在8～11 m/min范圍內(nèi)可勉強(qiáng)成形，與2.5mm鋁合金差異明顯。優(yōu)化參數(shù)后，板厚為2.5mm的接頭強(qiáng)度仍高于母材，而6mm的接頭強(qiáng)度在改善參數(shù)后僅提高到母材強(qiáng)度的

4、70.4％。
　　微觀組織檢測表明，6061鋁合金焊縫組織均為分布著Mg2Si強(qiáng)化相的α(Al)基體，熔合區(qū)組織為柱狀晶、焊縫由等軸+樹枝晶組成;2.5mm厚試樣縫柱狀晶較為細(xì)小，且均未發(fā)現(xiàn)微氣孔，板材厚度增加氣孔傾向增加。原因在于隨著板厚度的增加氣體不易從熔池中逸出，故而產(chǎn)生氣孔。
　　顯微硬度試驗表明，激光自熔焊和激光填絲焊鋁合金試樣，焊縫區(qū)的硬度都低于母材，焊縫存在“軟化”現(xiàn)象，填充ER5356焊絲可使熔池鎂元素含量提