6082铝合金激光填丝焊焊接特性研究

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1、硕士学位论文6082铝合金激光填丝焊焊接特性研究RESEARCHONWELDINGCHARACTERISTICSOF6082ALUMINUMALLOYLASERFILLERWIREWELDING冯时哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG456.7学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开工学硕士学位论文6082铝合金激光填丝焊焊接特性研究硕士研究生：冯时导师：李福泉副教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:

2、TG456.7U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONWELDINGCHARACTERISTICSOF6082ALUMINUMALLOYLASERFILLERWIREWELDINGCandidate:FengShiSupervisor:AssociateProf.LiFuquanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsProcessingEngineeringAffi

3、liation:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要为了满足高速列车的轻型化的要求，越来越多的高速列车采用铝合金作为车体的主要结构材料。针对高速轨道列车对于6082-T6合金的高速、低变形量的焊接需求，本文对激光填丝焊方法焊接6082-T6合金平板进行研究。通过工艺参数优化调整，将焊缝的“匙孔穿透型”成形模式转化为

4、“匙孔未穿透型”焊接模式，解决了焊缝的下塌的问题，获得了成形良好的焊缝。对于典型的熔池形态以及焊丝的熔滴过渡进行高速摄像拍摄观察，发现负离焦时熔池的过渡形式为不稳定的大滴过渡模式，此时气孔倾向非常大，气孔率达到4.8%。在零离焦下能够获得稳定的液桥过渡模式。在液桥模式下，焊接的热输入对于过渡的稳定性有很大的影响。显微硬度分析发现在软化的热影响区中会存在一个软化程度更加严重的“再软化区域”，该处的软化会导致接头在拉伸试验中从热影响区破坏，同时使得接头的强度从249MPa下降到228MPa。研究发现在焊接的热输入小于P=3250W,vs=0.025

5、m/s（Q=130J/mm）时，“再软化”区域即不对接头的拉伸试验断裂位置产生影响，拉伸断裂于焊缝，此时接头强度达到了母材的78%。X射线探伤发现了在液桥过渡的模式下，气孔率随着焊接热输入的增加呈现处“V”型分布，在热输入为P=4250W,vs=0.04m/s（Q=106.25J/mm）时，获得了最低的气孔率0.12%。采用差示扫描量热法（DSC）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微学分析（SEM）、透射电子显微学分析（TEM）和有限元建模的方法分析焊接过程中焊缝与热影响区发生的相变，对焊接接头热影响区的再软化现象与其产生的机理和条件进行较为深

6、入的研究。TEM高分辨分析发现，针状的β”相在母材中大量存在，但在热影响区的“再软化区域”中无法观察到。母材中其在[001]Al方向的衍射花样表征“十字形花样”，以及在[011]Al方向上因为晶格畸变而产生的拉长的衍射线特征都在“再软化区域”中消失。在6082铝合金中起主要强化作用的β”相在“再软化区域”中消失是导致其软化的主要原因。结合有限元模拟焊接接头的温度场得到了“再软现象”导致接头破坏形式从热影响区断裂的条件：区域热循环的温度在400℃以上的停留时间大于0.55s。关键词：激光填丝焊；6082-T6合金；气孔率；软化；β”相；高速摄像；

7、有限元-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTomeettherequirementsforthelightweightofhigh-speedtrains,moreandmorehigh-speedtrainsusealuminumalloyasthemainstructuralmaterialofthevehiclebody.Forthehigh-speedandlow-deformationweldingdemandof6082-T6alloyonhigh-speedrailtrains,thispaperstudiesth

8、eweldingof6082-T6alloyflatplatebylaserfillerwireweldingmethod.Byoptimizinga