论文部分内容阅读
针对6061铝合金广泛应用于汽车、高速动车和航空航天工业,焊接接头为构件中薄弱部分,本文系统开展了2.5mm和6mm厚6061铝合金板材激光自熔焊和激光填丝焊工艺试验研究。在分析试验焊接工艺参数对焊缝成形影响的基础上,优化工艺参数,改善了焊缝成形、提高了焊接接头强度：并结合力学性能试验、显微断口形貌和组织成分分析,探究填丝对不同板厚铝合金激光焊接过程和焊接接头性能的影响。激光自熔焊试验结果表明,离焦量0、纯氩保护气体流量20L/min条件下,2.5mm厚6061铝合金对接焊缝,激光功率为2-3.75kW、焊速2-7m/min可形成平整光滑连续无缺陷的焊缝,表面鱼鳞纹美观,焊缝接头拉伸断于母材；6mm对接焊缝,激光功率8.5-9.5kw,焊速4.2m/mn-4.8m/min,可形成连续无表面缺陷的焊缝,表面无鱼鳞纹,接头抗拉强度系数为0.8。6mm板材焊接工艺参数范围明显窄于2.5mm,6061铝合金板材对接随厚度增加,工艺适应性降低。激光填丝焊试验结果表明,2.5mm厚6061铝合金送丝速度范围亦宽于6mm厚6061铝合金。2.5mm厚铝合金在激光功率2000W、焊接速度2m/min时,满足送丝速度在0-9m/min内均可良好成形；而6mm厚铝合金需在激光功率为9500W、焊接速度4.8m/min下,满足送丝速度在8～11m/min范围内可勉强成形,与2.5mm铝合金差异明显。优化参数后,板厚为2.5mm的接头强度仍高于母材,而6mm的接头强度在改善参数后仅提高到母材强度的70.4%。微观组织检测表明,6061铝合金焊缝组织均为分布着Mg2Si强化相的α(Al)基体,熔合区组织为柱状晶、焊缝由等轴+树枝晶组成；2.5mm厚试样缝柱状晶较为细小,且均未发现微气孔,板材厚度增加气孔倾向增加。原因在于随着板厚度的增加气体不易从熔池中逸出,故而产生气孔。显微硬度试验表明,激光自熔焊和激光填丝焊铝合金试样,焊缝区的硬度都低于母材,焊缝存在“软化”现象,填充ER5356焊丝可使熔池镁元素含量提升,却没有形成Mg2Si强化相,显微硬度并未提高。