激光深熔焊接鋁合金焊縫成分及性能研究.pdf

1、本文針對鋁合金激光焊接的主要問題，用CO2激光器和光纖激光器對5052鋁合金進(jìn)行了焊接工藝實(shí)驗(yàn)，測試了兩種激光器實(shí)現(xiàn)深熔焊接的閾值功率，研究了激光功率、焊接速度、保護(hù)氣體流量以及離焦量等焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響。
　　論文首先分析了鎂元素在鋁合金中的作用及其在焊接過程中的燒損對焊縫機(jī)械力學(xué)性能的影響。激光焊接過程中，高能量密度的激光束照射到工件表面，被照射材料表面金屬熔化、汽化進(jìn)而電離形成等離子體。5052鋁合金中含有低沸點(diǎn)的

2、鎂元素，由于Mg的沸點(diǎn)(1380K)比鋁的沸點(diǎn)(2723K)低很多，并且Mg的沸點(diǎn)僅僅比鋁的熔點(diǎn)(933K)高447K，所以在焊接過程中部分鎂元素以金屬蒸汽的形式從熔池中溢出，鎂元素是鋁合金中的主要強(qiáng)化元素，鎂元素的燒損會(huì)造成焊接接頭的力學(xué)性能降低。
　　其次，為了研究光纖激光焊接5052鋁合金鎂元素的燒損，用光譜分析技術(shù)對等離子體進(jìn)行在線監(jiān)測，采用特殊設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置采集了激光深熔焊接5052鋁合金過程中孔內(nèi)等離子體的光譜信號。研

3、究了焊接工藝參數(shù)對MgⅠ光譜強(qiáng)度的影響，并在一定的焊接工藝參數(shù)下，采集了小孔徑向和深度方向的等離子體信號。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)激光焊接工藝參數(shù)對工件表面的鎂元素等離子體信號強(qiáng)度的影響很大，小孔中各位置的光譜強(qiáng)度是變化的，MgⅠ的強(qiáng)度在小孔的徑向方向逐漸減小，而在小孔的深度方向先增加后減小。
　　接著，用電子探針顯微分析儀測試了焊縫徑向和深度方向的鎂元素含量，用顯微硬度計(jì)測試了焊縫徑向方向的硬度，用萬能試驗(yàn)機(jī)對焊接試件的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行測試。在不同