5A06铝合金厚板窄间隙激光扫描焊接工艺特性研究

发布时间：2022-11-05 17:16

　　5A06防锈铝合金属于Al-Mg系合金,具有较好的焊接性、耐蚀性、比强度,随着高性能铝合金的不断研发,铝合金厚板材料广泛应用于航空航天、军工制造、机械等领域。窄间隙焊接工艺的优越性在于坡口尺寸小,所需填充金属少,较小的焊接线能量和较高的冷却速度使焊接接头的残余应力、残余变形大幅减小,而相比于常规单激光热源,激光扫描焊接的热源作用模式及能量分布方式可调,能较好的控制焊接气孔、未熔合等焊接缺陷,尤其在焊接铝合金时,优势更为突出。因此针对5A06铝合金大厚板焊接,我们将窄间隙与扫描激光技术结合起来,针对厚板铝合金开展窄间隙摆动激光多层焊技术研究。为了实现130mm厚5A06铝合金大厚板的焊接,本课题重点进行了填充层激光扫描焊接及打底层激光自熔焊接工艺研究,结果表明:其他焊接参数一定条件下,当激光束以圆形轨迹运动,扫描幅度大于1mm,扫描频率大于80Hz时,能很好的抑制铝合金焊缝中工艺型气孔的产生,同时改善焊缝的表面成形情况,在本实验条件下,焊接速度与送丝速度对窄间隙焊缝的气孔率及焊缝成形影响较小;对于铝合金打底层激光自熔焊接来说,离焦量及焊接速度的增加都能够增强铝合金焊接熔池的稳定性,较少焊... 

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究目的
    1.2 窄间隙激光焊接技术研究现状
    1.3 扫描焊接技术研究现状
    1.4 厚板铝合金激光焊接
        1.4.1 铝合金激光焊接存在的问题
        1.4.2 厚板铝合金焊接难点
    1.5 课题的主要研究内容
第2章 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 焊接设备
        2.2.2 图像采集系统
    2.3 实验方法
        2.3.1 焊前准备
        2.3.2 焊接方法
        2.3.3 气孔率定义
第3章 5A06铝合金填充层及打底层焊接工艺研究
    3.1 填充层单层单道焊接工艺研究
        3.1.1 扫描轨迹对焊接气孔率及焊缝成形的影响
        3.1.2 扫描幅度对焊接气孔率及焊缝成形的影响
        3.1.3 扫描频率对焊接气孔率及焊缝成形的影响
        3.1.4 保护气流量对焊接气孔率及焊缝成形的影响
        3.1.5 焊接速度、送丝速度对焊接气孔率的影响
    3.2 单道单层焊接最佳焊接工艺稳定性验证
        3.2.1 优化的窄间隙激光扫描填丝焊接工艺窗口
        3.2.2 单层单道工艺稳定性验证
    3.3 打底层焊接工艺研究
        3.3.1 离焦量对焊接气孔率及焊缝成形的影响
        3.3.2 焊接速度对焊接气孔率及焊缝成形的影响
    3.4 本章小结
第4章 激光扫描焊接抑制气孔机制研究
    4.1 图像采集系统的建立
    4.2 扫描焊接稳定性特征分析
        4.2.1 金属蒸气/等离子体动态行为特征分析
        4.2.2 熔池动态行为特征分析
    4.3 两种熔池流动模式下的匙孔受力分析
        4.3.1 熔池无序流动匙孔内部受力
        4.3.2 熔池有序流动匙孔内部受力
    4.4 本章小结
第5章 130mm厚 5A06铝合金激光扫描填丝焊接
    5.1 坡口设计
    5.2 130mm厚5A06铝合金超窄间隙激光扫描填丝焊接
    5.3 焊缝气孔率检测
    5.4 焊缝力学性能检测
        5.4.1 接头显微硬度
        5.4.2 接头拉伸性能
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]激光扫描焊接的研究现状与应用前景[J]. 杨永强,王迪,杨斌,韩善果.  机电工程技术. 2010(09)
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博士论文
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硕士论文
[1]6061铝合金大功率固体激光扫描焊接气孔抑制工艺研究[D]. 周立涛.机械科学研究总院 2014
[2]窄间隙激光填丝焊接系统及其焊接性能的研究[D]. 李挺.沈阳工业大学 2013
[3]铝合金光纤激光填丝焊接工艺研究[D]. 何涛.华中科技大学 2011



本文编号：3703009