有关焊接工艺参数对铝锂合金激光焊焊缝成形的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com夹杂与未焊透，焊缝两侧正火区晶粒明显细化。处理，2006，31(12)：21—24．[4]周君，齐秀滨，秦国梁，等．93W与98W粉末冶金材料参考文献摩擦焊接头性能及组织分析[J]．焊接学报，2009，30(3)：25—28．[1]印波，邱望标．27SiMn焊接工艺的研究[J]．机械制造技术，2010，37(11)：72—75．[2]叶民生．液压缸筒CO自动焊接[J]．焊接技术，1989，18作者简介：周军，1963年出生，硕士，研究员，硕士研究生导(5)：10—11．师。主要研究方向为摩擦焊工艺及装备，已发表论[

2、3]田君．27SiMn钢管中魏氏组织的防止措施[J]．金属热文l7篇。焊接工艺参数对铝锂合金激光焊焊缝成形的影响北京工业大学材料科学与工程学院(100124)许伟伟史耀武北京航空制造工程研究所高能束~L]m_r-技术重点实验室(100024)陈俐杨琮许飞摘要通过3mm厚5A90铝锂合金激光焊工艺试验，采用无量纲背宽比R表征焊缝截面，较系统地研究了激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝成形的影响规律。结果表明，焊缝背宽比随激光功率的增大而增大，随焊接速度的增大而减小，且在离焦量为0～+1mm范围内达到最大。激光功率和焊接速度的合理匹配，可以获得较好的焊缝成形

3、。关键词：激光焊铝锂合金工艺参数焊缝成形中图分类号：TG456．7铝锂合金激光焊焊缝截面，研究激光焊工艺参数(激光0前言功率、焊接速度和离焦量)对焊缝成形的影响规律，优铝锂合金是一种新型的铝合金材料，因其低密度、化工艺参数范围，为铝锂合金薄板激光焊提供了工艺高弹性模量、高强度和优良的综合物理性能，在航空航指导。天领域应用广泛I2。Al—Mg系的5A90铝锂合金具1试验条件及试验方法有中等强度，相当于1420铝锂合金，具有良好的焊接性。与常规的熔焊方法相比，激光焊具有热输入低、试验材料采用的是3mm厚5A90铝锂合金轧制板焊接变形小、焊缝质量优良、易于

4、实现自动化控制等优材，其化学成分见表i。试验设备为GSILumonies公司点。4．5kW的AM356型YAG激光器，激光焊接头反射式金属在激光作用下熔化形成熔池，熔池随光束移聚焦，焦长200mm。焊前试板化学清洗除去表面油垢去后快速凝固形成焊缝。分析焊缝成形特征和影响因和氧化膜。施焊过程中采用氩气保护熔池和焊缝高温素有利于焊接工艺参数优化和接头质量的保证。现有区的正背面成形：背保护(20L／min)和侧吹保护(15试验研究多是针对焊缝熔深、熔宽和深宽比分析激光lMmin)。焊工艺参数的作用，不能完全反映薄板铝锂合金激光焊的特有焊缝成形特征。文中采用

5、无量纲背宽比表15A90铝锂合金的化学成分(质量分数，％)R_5(焊缝背面熔宽与正面熔宽之比)表征薄板收稿日期：2010—03—17462011年第12期学兔兔www.xuetutu.com面熔靴2结果与分析和背面熔宽(图1)，并计算焊缝背宽比R。⋯⋯一“2．1激光功率对焊缝形状的影响激光功率对焊缝正面熔宽、背面熔宽和背宽比的影响规律如图2所示。由图可知：当焊接速度不变时，焊缝正面熔宽随激光功率的提高先增大而后趋缓，焊缝背面熔宽随激光功率的提高而增大。焊缝背宽比随激光功率的提高先增大而后趋缓于l或者稍大于1，焊接速度越大，背宽比趋于稳定，所要求的激光

6、功率越高。激光功率较高时，小孔金属汽化增强，熔化的金属量增多，熔池内熔融金属的重力大于金属的表面张力，图1焊缝成形特征示意图产生塌陷。吕l墨《憾嫂洫喧瞽扯激光功率p／W激光功率p／W激光功率p，W(a)正面熔宽(b)背面熔宽(c)背宽比图2正面熔宽、背面熔宽和背宽比随激光功率的变化2．2焊接速度对焊缝形状的影响大呈下降趋势，激光功率越低，背宽比下降速度越快，图3为离焦量为0时焊接速度变化对焊缝背宽比这说明激光功率越低，激光熔透性对焊接速度的变化的影响。激光功率不变，焊缝背宽比随焊接速度的增越敏感。激光功率过高，金属汽化强烈易导致焊缝咬边，还伴有飞溅，

7、若同时焊接速度过低，还会引起焊缝表面塌陷(图4)，为此薄板铝锂合金激光焊不易采用过高的激光功率。2．3离焦量对焊缝形状的影响口离焦量体现的是工件相对于激光焦点的位置关丑槭系，焦点位置的激光能量密度最高，偏离焦点位置，光靶束发散，得到的是散焦光斑，光斑面积大，能量密度下降。定义焦平面在工件表面以上时为正离焦量。焊缝成形对离焦量的变化特别敏感，图5为焊缝背宽比随离焦量的变化。在试验所采用的激光功率范焊接速度v／(m·rain1围内，离焦量在一1一十2mm之间可形成4,：fL，实现熔透焊；离焦量在0一+1mm之间背宽比最大。由此可图3焊接速度对背宽比的影响

8、知，热输入越小，焊缝背宽比对离焦量的变化越敏感。2011年第12期47学兔兔www.xuetutu.com