铝合金厚板超窄间隙摆动激光焊接特性研究

发布时间：2021-05-16 07:33

　　铝合金厚板在航天设备框架结构、发动机及燃料箱、装甲车外壳、大型军舰的船体结构等方面应用前景十分广泛。激光焊接以其热输入低、焊接变形小等特点在厚板铝合金焊接上具有一定优势。厚板铝合金激光焊接主要采用窄间隙激光多层填丝焊。但窄间隙激光多层填丝焊普遍存在的问题是:层间和侧壁易出现未熔合缺陷。随着激光热源技术的进步,摆动激光热源被逐渐开发。研究发现摆动激光热源对层间和侧壁未熔合缺陷有明显的改善作用。本文主要研究铝合金厚板窄间隙摆动激光焊接特性。分析了焊缝成形及组织性能,重点针对摆动激光焊接等离子体的周期性变化规律以及匙孔和熔池流动的动态行为进行研究,确定了摆动激光参数与等离子体、匙孔和熔池流动的相关性。本文开展了铝合金厚板窄间隙摆动激光焊接,发现摆动激光焊接可以改善焊缝成形,并完成了焊缝成形良好的18mm与50mm厚5A06铝合金超窄间隙焊接。分析焊后接头组织发现,靠近熔合线的焊缝组织为等轴晶,向内逐渐过渡到柱状晶,柱状晶生长方向为向着焊缝中心生长。分层拉伸试验各层平均抗拉强度为321MPa,达到母材强度的94%,断裂位置为焊缝,50mm全厚度拉伸平均抗拉强度为296MPa,达到母材强度的86... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 中厚板窄间隙填丝焊国内外研究现状
        1.2.2 摆动激光焊接国内外研究现状
    1.3 国内外文献综述简析
    1.4 主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 引言
    2.2 试验材料
    2.3 试验设备和试验方法
    2.4 组织结构分析
    2.5 拉伸强度分析
第3章 铝合金厚板窄间隙摆动激光焊接特性研究
    3.1 引言
    3.2 摆动激光焊接焊缝成形特征
    3.3 摆动激光多层焊成形特征
    3.4 摆动激光多层焊组织分析
    3.5 摆动激光多层焊性能分析
    3.6 本章小结
第4章 摆动激光焊接等离子体特征分析
    4.1 引言
    4.2 对比分析常规与摆动激光焊接等离子体特征
        4.2.1 等离子体形貌静态对比
        4.2.2 等离子体形貌动态变化对比
    4.3 不同摆动参数对等离子体特性影响
        4.3.1 对比分析不同摆动轨迹等离子体特征
        4.3.2 对比分析不同摆动幅度等离子体特征
        4.3.3 对比分析不同摆动频率等离子体特征
    4.4 对比分析窄间隙坡口与平板等离子体特征
        4.4.1 窄间隙坡口对摆动激光焊接熔池及匙孔的影响
        4.4.2 对比分析窄间隙坡口中常规与摆动激光焊接等离子体特征
    4.5 本章小结
第5章 摆动激光焊接熔池及匙孔特征分析
    5.1 引言
    5.2 对比分析常规与摆动激光焊接匙孔及熔池特征
        5.2.1 匙孔动态变化对比
        5.2.2 对比分析熔池形貌特征
    5.3 不同摆动参数对匙孔及熔池特性影响
        5.3.1 不同摆动轨迹下的熔池及匙孔特征分析
        5.3.2 不同摆动幅度对熔池及匙孔的影响
        5.3.3 不同摆动频率的熔池及匙孔特征分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]真空电子束焊在非对称大厚度环形焊缝上的应用[J]. 张从平,黄勇,张慧.  东方电气评论. 2010(04)
[2]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷.  中国有色金属学报. 2010(09)
[3]大厚度飞机铝合金搅拌摩擦焊性能研究[J]. 孙占国,李光,佟建华,王卫兵.  航空制造技术. 2009(22)
[4]可控核聚变与国际热核实验堆（ITER）计划[J]. 冯开明.  中国核电. 2009(03)
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硕士论文
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[2]超轻型自动筒体弹射器焊接工艺自动设计系统研究[D]. 杨锦.南京理工大学 2010
[3]高强钢厚板激光填丝多层焊特性研究[D]. 朱先亮.哈尔滨工业大学 2008



本文编号：3189265