6061铝合金激光诱导TIG复合高速焊接头性能研究

发布时间：2024-11-05 08:01

　　铝合金因其独特的性能特征而被广泛的应用在汽车、列车、航天航空等工业领域,激光-电弧复合焊结合了激光和电弧各自的优点,在铝合金焊接方面优势突出。作为先进连接技术的重要组成部分,激光-电弧复合焊技术在保证最终质量的同时,也需要保证生产效率的提高。提高激光诱导电弧复合焊焊接速度是提高生产效率的重要途径也是控制焊接热输入的有力措施。然而,焊接速度的提高势必会影响焊接稳定性,焊缝中会出现气孔等缺陷,严重制约铝合金高速焊接性能的优化提高。因此对6061铝合金激光诱导TIG复合高速焊的工艺特性进行探究,得出气孔缺陷的内在形成机理及抑制措施,并在此基础上对接头的软化行为进行分析研究,实现6061铝合金激光-TIG复合焊高速高质量焊接,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文采用Nd:YAG脉冲激光器以及所在课题组实验室自主建立规划的复合焊接体系,对6061铝合金激光诱导电弧复合高速焊接头的气孔敏感性及软化行为进行了研究。研究结果证实,在本文研究实验条件下,采用激光在前的诱导方式,6061铝合金高速焊的焊缝成型及保护效果较好。在保持焊接速度不变的基础上,对离焦量、热源间距、保护气流量以及钨极伸出长度四个空间...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 铝及铝合金概述
        1.1.1 铝及铝合金的分类
        1.1.2 铝及铝合金的特点
        1.1.3 铝及铝合金的应用
    1.2 铝合金的焊接性分析
    1.3 6xxx铝合金焊接技术现状
        1.3.1 6xxx铝合金熔化焊
        1.3.2 6xxx铝合金压力焊
        1.3.3 6xxx铝合金钎焊
    1.4 6xxx铝合金焊接的研究现状
        1.4.1 6xxx焊接接头的组织性能特征
        1.4.2 6xxx焊接过程中的气孔问题
    1.5 本文主要研究内容
2 实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 激光-TIG复合焊接系统
        2.2.2 焊接装夹工具
    2.3 实验方法
        2.3.1 焊前准备
        2.3.2 焊接过程
    2.4 分析与测试方法
        2.4.1 金相试样制备以及微观组织分析
        2.4.2 物相成分分析
        2.4.3 元素分布情况分析
        2.4.4 力学性能测试分析
        2.4.5 焊接接头气孔观察分析
        2.4.6 焊接温度场模拟分析
    2.5 本章小结
3 6061铝合金激光-TIG复合高速焊工艺参数探究
    3.1 激光-TIG复合高速焊热源空间位置参数的确定
        3.1.1 离焦量的选择
        3.1.2 热源间距的确定
        3.1.3 保护气气体流量的选择
        3.1.4 钨极伸出长度的选择
    3.2 激光-TIG复合高速焊能量输出控制参数与焊接速度的匹配
        3.2.1 激光脉冲频率与焊接速度的匹配
        3.2.2 激光脉宽与焊接速度的匹配
        3.2.3 激光脉冲激发电流与焊接速度的匹配
        3.2.4 电弧电流与焊接速度的匹配
    3.3 本章小结
4 激光-TIG复合高速焊气孔敏感性的研究
    4.1 焊缝气孔特征分析
    4.2 6061铝合金复合高速焊焊缝气孔产生机理分析
    4.3 气孔敏感性研究
        4.3.1 合金元素的影响
        4.3.2 热输入的影响
    4.4 气孔的防止措施
        4.4.1 电弧电流对焊缝气孔的影响
        4.4.2 激光脉宽对焊缝气孔的影响
        4.4.3 激光脉冲频率对焊缝气孔的影响
        4.4.4 激光脉冲能量对焊缝气孔的影响
    4.5 本章小结
5 6061铝合金激光-TIG复合高速焊接头软化行为分析
    5.1 不同焊接速度下铝合金接头微观组织对比分析
    5.2 不同焊接速度下铝合金接头区域的相对比分析
    5.3 不同焊接速度下铝合金接头合金元素烧损对比分析
    5.4 不同焊接速度下铝合金接头力学性能对比分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4011478