论文部分内容阅读
由于铝合金质量轻、比强度高、耐蚀性好、无铁磁性及具有优良的综合力学性能在航空、航天、车辆和船舶等领域得到了广泛应用。并且铝合金具有优良的可焊接性,目前几乎所有的熔化焊及固相连接技术都应用在铝合金连接中。低功率激光-电弧复合焊接技术是一种新的高效节能的绿色连接方法,已经在钛合金、镁合金、钢铁及异种金属的连接方面得到了良好的应用,这种复合热源在铝合金连接上也有很广阔的应用前景。本文采用低功率激光-TIG复合热源对3 mm厚6061-T6铝合金及2 mm厚预制态的7005铝合金板材进行冷填丝对接焊,所用焊丝的牌号为ER5356。对于6061-T6铝合金,探究了工艺参数对焊缝成形及接头气孔的影响;对送丝条件进行了优化;探究了影响焊缝尺寸的主要工艺参数;对接头进行了性能及组织分析;分析了仅时效(155℃下时效不同的时间)和固溶+时效处理(在不同固溶温度下固溶1 h,淬火,再在155℃下时效8 h)对接头组织和性能的影响。对于7005铝合金,研究了工艺参数对接头成形的影响并对接头性能和组织进行了分析,以期为低功率激光-TIG复合焊接技术在铝合金连接的应用上提供理论与技术支撑。对于6061-T6铝合金激光-电弧复合焊接得到如下结论:在不填丝堆焊下,焊缝成形尺寸随电弧电流的增加而增加,随焊接速度的增加而减小;合适的工艺参数组合可得到无气孔的接头。在冷填丝堆焊下,当光丝间距在+1~+3.75 mm范围内时,焊接过程稳定,熔滴以“液桥”形式向熔池过渡;当送丝角度为50°时,送丝速度参数较宽。在冷填丝对接焊下,焊接参数对焊缝几何尺寸的影响从大到小依次为电弧电流、焊接速度、激光功率;对熔宽、正面余高和背部余高影响最大的因子分别为激光功率,电弧电流,电弧电流。成形良好接头的抗拉强度和断后伸长率分别为213.9 MPa和15.2%(母材相应的分别为340 MPa和14.84%);时效处理对接头性能改善不明显;固溶+时效处理时,当温度为475℃时,晶粒长大造成接头软化。在520℃时,复合焊接接头性能最优,抗拉强度和断后伸长率分别为285.78 MPa和20.37%。当固溶温度为565℃时,接头过烧。对时效处理与固溶+时效处理下的性能最优的接头进行TEM观察分析发现,两种处理在改善接头性能方面的差异与强化相的数量、形态和分布及位错的分布有关。7005铝合金激光-电弧复合焊接结果表明:激光-电弧复合焊接热源对这种铝合金具有很强的适应性;热影响区的晶粒仍保持母材的晶粒组织特征;接头抗拉强度和断后伸长率分别是母材的91.73%和73.92%;各区中的合金元素分布均匀,无明显波动。