船用5083鋁合金CO-,2-激光—MIG復(fù)合焊接工藝研究.pdf

1、隨著可焊鋁合金的發(fā)展及全球交通工具輕量化的趨勢，鋁合金在船舶工業(yè)上越來越得到廣泛的應(yīng)用。鋁合金傳統(tǒng)的熔化極氬弧焊方法面臨焊接速度慢、焊后變形大、焊接接頭性能差的問題；而激光焊接方法焊接鋁合金反射率高、過程穩(wěn)定難以控制，容易出現(xiàn)孔洞等問題，從而影響了鋁合金的應(yīng)用。CO2 激光-MIG復(fù)合焊接使CO2激光和MIG 電弧兩種熱源能夠優(yōu)勢互補(bǔ)，從而達(dá)到最佳的能量利用效果，特別適用于鋁合金厚板焊接。 本文主要對10mm 厚5083 鋁合金

2、CO2 激光-MIG 復(fù)合焊接工藝進(jìn)行研究，涉及到復(fù)合工藝參數(shù)，包括激光工藝參數(shù)和電弧工藝參數(shù)，對復(fù)合焊接過程電信號、復(fù)合焊接焊縫成形質(zhì)量以及焊縫形狀的影響；并對5083鋁合金CO2激光-MIG對接焊焊縫接頭組織及力學(xué)性能進(jìn)行評價。 首先，對5083鋁合金CO2激光-MIG復(fù)合焊接進(jìn)行工藝參數(shù)試驗(yàn)，并采集焊接過程電信號。分析了不同電壓下電信號的典型特征，以及不同熱源間距、不同激光功率和送絲速度匹配下電信號特征的變化。發(fā)現(xiàn)只有在一

3、定的熱源間距下，電信號波形才可以保持穩(wěn)定的狀態(tài)，過大或過小都會引起電信號的波動；激光功率和送絲速度對電信號穩(wěn)定均有影響，其中送絲速度影響更大，兩者的匹配是電信號穩(wěn)定的關(guān)鍵。 其次，通過對不同工藝參數(shù)試驗(yàn)下獲得的焊縫的表面形貌進(jìn)行等級評價，分析了熱源間距及不同速度下復(fù)合熱源功率匹配對成形質(zhì)量的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在保持電信號穩(wěn)定的熱源間距條件下能夠獲得良好的焊縫成形，隨著電壓的增大，焊縫能夠在較寬的熱源間距值區(qū)間內(nèi)成形；激光線能量大小對

4、焊縫成形質(zhì)量影響較大，特別是當(dāng)送絲速度增大時，其影響更加明顯。 第三、對熱源間距、焊接速度、復(fù)合功率匹配以及離焦量與焊縫形狀參數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)存在適當(dāng)?shù)臒嵩撮g距范圍使得焊縫熔深最大，即熱源復(fù)合效果達(dá)到最佳；不同焊接速度下，激光功率和送絲速度的匹配效果不同。 最后，根據(jù)以上復(fù)合焊接工藝試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行5083鋁合金CO2激光-MIG對接焊，得到能獲得良好焊縫成形的工藝參數(shù)，并對接頭進(jìn)行宏觀、微觀組織分析及力學(xué)性能