新型铝合金T形连接结构双激光束双侧同步焊接接头微观组织研究

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1、学术论文新型铝合金T形连接结构双激光束双侧同步焊接接头微观组织研究水ResearchonMicrostructureofNewAluminumAlloyT-ConnectionWeldStructureWithDoubleLaserBilateralSynchronousWeldingTechnology同济大学经济与管理学院陈洁中国商飞上海飞机制造有限公司占小红刘红兵李昊【摘要】采用双侧双激光束同步填丝焊工艺焊接新型铝合金薄板T形结构，对其接头进行微观组织和成分分布的分析。研究结果表明，热影响区晶粒粗大且晶界明显。微观组织中明显出现双激光束双侧同步焊接所特有的两个熔合线，且两个

2、熔合线附近的组织形态不尽相同。析出相在焊缝中分布均匀，但在熔合线附近成片状排列分布。成分分析表明，由于填充焊丝的si含量较高，使Si元素在焊缝中略有增加，但是激光束对焊缝底部Si元素烧损比较严重。关键词：铝锂合金双激光束双侧同步焊接微观组织【ABSTRACT】Themicrostructureandcomposi—tiondistributionofthenewaluminumalloyT-connectionstructureweldedbydoublelaserbilateralsynchronousweldingtechnologyisanalyzed．Theresults

3、ofthestudyshowthatthecoarsegrainsandgrainboundariesemergeintheheat—affectedzoneobviously．Therearetwofusionlinesemergingclearlywhichonlyappearintheprocessofthedoublelaserbilateralsynchronouswelding．Theformsoforganizationnearthetwofusionlinesarenotthesame．Theprecipitatedphasesintheweldinglinedi

4、stributeuni-formly，butdistributeintoarrangementnearthefusionlines．TheelementcompositionanalysisresultsshowthattheSielementincreasesslightlyintheweldlinebecauseoftherelativelyhighcontentoftheSielementintheweldwires，buttheSielementvaporlosesobviouslyonthebot-tomsoftheweldlinesduetothelaserbeams

5、．Keywords：Aluminum-lithiumalloyDoublelaserbilateralsynchronousweldingMicrostrueture铝及铝合金激光焊接技术是最近十几年来才发展*国家自然科学基金(50904038)资助。118航空制造技术·2013年第1／2期起来的一项新技术[1-2]o近年来，随着大功率、高性能激光加工设备的不断研制成功，铝合金激光焊接技术已经进入工程实用阶段[3-6]o作为航空制造业的一种最有前途的新金属材料，铝锂合金的激光焊接工艺尚处于起步阶段。同时，在蒙皮壁板T形连接结构中，T形连接结构双激光束双侧同步焊接工艺也是一种全新的

6、工艺。与传统的T形结构单面焊接双面成形工艺不同，双激光束双侧同步焊接工艺保证了底板(蒙皮)外表面的完整性，因而大量应用在飞机机身壁板等对蒙皮外表面气动外形完整性要求较高的结构中，如图1所示。激光束(a)双侧同步焊接(b)单面焊接双面成形图1双侧同步焊接与单面焊接双面成形工艺Fig．1Doublelaserbilateralsynchronousweldingandone-sideweldingwithbackformation空中客车公司经过多年的研发，在其主流产品A318、A340、A380等型号的飞机中就大量采用了此种工艺。空中客车公司在A318、A340、A380等多种机型

7、上采用了激光焊接的整体机身壁板制造技术取代原有的铆接工艺，极大地减轻了机身重量，并且提高了生产效率、降低了制造成本圆。然而，针对铝锂合金这一新材料与双激光束双侧同步焊接这一新工艺的研究，目前国内的研究并不成熟。本文通过优化试验条件下的焊接工艺参数，获得了较优的焊接接头试样，并对接头进行金相组织观察等微观组织结构分析，初步研究了铝锂合金双激光束双侧同步焊接接头的组织形态。RESEARCH学术论文1试验材料与设备本试验所用的母材材料为2mm厚A1一Cu—Li系铝锂合金；填充焊丝采用铝