5A06铝合金厚板超高功率真空激光焊接特性研究

发布时间：2024-02-21 04:08

　　随着工业的发展,核电船舶,石油化工等领域对高性能厚板及中厚板结构的需求和焊接质量的要求越来越高,实现大型厚壁结构件的可靠连接对工业的发展和社会的进步都有重要的意义。真空激光焊接方法使得焊缝熔深显著增加,抑制焊缝中缺陷,抑制羽辉,提高焊接过程的稳定性。但目前对真空激光焊接的研究,激光功率通常在10k W以下。当入射激光功率超过10k W,甚至达到30k W时,系统的研究还较少。本文以5A06铝合金为研究对象,对超高功率真空激光焊接特性进行研究。首先研究超高功率真空激光焊接工艺特性,分析真空度、焊接速度等变量对焊缝成形的影响。研究发现超高功率真空激光焊接在高真空度下可以获得焊缝表面成形良好,几乎没有缺陷的超深焊缝。离焦量对焊缝成形有影响很大,在选取不恰当的离焦量时,焊缝表面出现大量驼峰,不同功率下的最优离焦量不同。随着真空度的提高,焊缝中气孔明显被抑制,当真空度达到10 Pa时,焊缝中几乎观察不到气孔的存在,并获得了超高功率真空激光焊接工艺窗口。从焊缝熔深变化的角度,确定了铝合金超高功率真空激光焊接的熔深突变真空度为10⁴ Pa,此时焊缝气孔率相对较高,但仍满足特定情...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究目的及意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状及分析
        1.2.1 厚板激光焊接的研究现状
        1.2.2 真空激光焊接技术研究现状
    1.3 课题的主要研究内容
第2章 试验材料及方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备和试验方法
        2.2.1 激光器与真空装置
        2.2.2 材料组织及性能分析方法
        2.2.3 焊接羽辉与熔池在线监测设备
第3章 铝合金超高功率激光真空焊接工艺特性
    3.1 引言
    3.2 5A06铝合金大气环境下超高功率激光焊接特性
    3.3 5A06铝合金负压环境下超高功率激光焊接特性
        3.3.1 真空度和激光功率对焊缝成形的影响
        3.3.2 真空度和激光功率对焊缝气孔率的影响
        3.3.3 离焦量和激光功率对焊缝成形的影响
        3.3.4 焊接速度对焊缝成形的影响
    3.4 本章小结
第4章 超高功率激光真空焊接羽辉特性及其对能量传输的影响
    4.1 引言
    4.2 羽辉形态特征分析
        4.2.1 真空度对羽辉形态的影响
        4.2.2 基于图像处理的羽辉形态分析
    4.3 超高功率激光真空焊接羽辉光谱特征
        4.3.1 不同真空度下羽辉光谱谱线特征
        4.3.2 不同真空度下羽辉电子温度特征
        4.3.3 不同真空度下羽辉电子密度特征
    4.4 羽辉对入射激光的折射效应
        4.4.1 羽辉对入射激光的衰减
        4.4.2 羽辉对入射激光的折射作用
    4.5 羽辉对焊接过程的影响机制分析
        4.5.1 真空环境熔深增加的原因分析
        4.5.2 真空环境气孔缺陷减少的原因分析
    4.6 本章小结
第5章 130mm厚铝合金大厚板真空激光接焊缝组织和性能的相关性
    5.1 引言
    5.2 铝合金厚板单侧单道焊缝
    5.3 铝合金厚板双侧对接焊缝
    5.4 厚壁铝合金双侧焊接头组织与性能分析
        5.4.1 接头不同区域微观组织
        5.4.2 接头不同区域镁元素分布
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3905015