5083铝合金负压激光焊接蒸气羽烟特征及焊缝成形机理研究

发布时间：2021-01-04 03:52

　　铝合金的激光焊接一直是研究的热点,其难点在于一方面铝合金具有高导热性和对激光高的反射性,另一方面其易氧化的特性给焊缝带来的高气孔率。激光功率、焊接速度等焊接参数对焊缝成形均有重要影响,而采用负压激光焊接方法可在很大程度上提高激光利用率,增强焊接保护效果,从而增加焊接熔深、降低气孔率。为研究环境压力及其他因素对铝合金激光焊接的影响,本文设计了一个负压激光焊接实验平台,采用正交试验法在不同参数下对厚度为30mm的5083铝合金试板进行激光焊接工艺试验研究。结果显示,在一定范围内,环境压力与激光功率和焊接速度相比,对焊缝成形和气孔率的影响更大。在此基础上,固定激光功率为5 kW及焊接速度为1m/min,探究不同环境压力下金属蒸气羽烟形貌的变化规律,分析其对焊缝熔深和气孔缺陷的影响机理。结果表明,随着环境压力降低,羽烟状态趋于稳定,飞溅减少、亮度减弱,尺寸减小,金属蒸气羽烟平均灰度和面积像素比明显降低。当环境压力由大气压力降至80 kPa时,平均灰度由243.51降到65.28,仅为大气压力下灰度的26.8%,且在101kPa⁸0 kPa的环境压力区间,金属蒸气羽烟的灰度... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

真空激光焊接装置示意图[46]

第1章绪论6图1-2负压激光焊实验平台示意图[47]Fig.1-2Schematicdiagramofvacuumweldingexperimentalplatform[47]罗燕[48]等设计了局部负压焊接平台，其中局部负压腔连接光纤激光器和抽气系统，焊接时可实现装置与试板的相对运动，并在试板表面小范围内实现局部负压，如图1-3所示。采用此平台进行试验时，设定压强为25kPa，但由于焊接过程中局部负压腔与试板持续发生相对位移，使得装置出现气密性不足的问题，测得腔内实际压强为35kPa。这说明若想实现可移动的局部负压焊接，尚需针对装置气密性进一步改善。图1-3局部负压激光焊接装置[48]Fig.1-3Experimentalsetupforlaserweldingundersubatmosphere[48]

第1章绪论6图1-2负压激光焊实验平台示意图[47]Fig.1-2Schematicdiagramofvacuumweldingexperimentalplatform[47]罗燕[48]等设计了局部负压焊接平台，其中局部负压腔连接光纤激光器和抽气系统，焊接时可实现装置与试板的相对运动，并在试板表面小范围内实现局部负压，如图1-3所示。采用此平台进行试验时，设定压强为25kPa，但由于焊接过程中局部负压腔与试板持续发生相对位移，使得装置出现气密性不足的问题，测得腔内实际压强为35kPa。这说明若想实现可移动的局部负压焊接，尚需针对装置气密性进一步改善。图1-3局部负压激光焊接装置[48]Fig.1-3Experimentalsetupforlaserweldingundersubatmosphere[48]


本文编号：2956097