5083铝合金光纤激光焊接工艺研究

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1、第4O卷中国激光光学前沿——光电技术2013年12月CHINESEJOURNALOFLASERS5083铝合金光纤激光焊接工艺研究孔晓芳李飞吴世凯杨武雄肖荣诗(北京工业大学激光工程研究院，北京100124)摘要采用IPGYIS-6000光纤激光器焊接4mm厚5083一Hl16铝合金板，研究了焊接工艺参数对焊缝成形及缺陷的影响规律，分析了接头显微组织及力学性能。研究结果表明，激光功率、焊接速度及离焦量三者的匹配综合影响焊缝的熔透情况；光纤激光焊接5083铝合金的主要问题是表面下凹及咬边；在熔透条件下采用较高功率5kw及6kW，速度范围在6m／min~9m／rain的光纤激光能够得到较

2、为理想的焊缝；在零离焦、功率6kW及焊接速度9m／min的优化参数下，焊接接头中从熔合线至焊缝中心，结晶形态从细密的柱状晶逐渐转变为等轴树枝晶，并存在较明显的成分偏析；硬度测试表明焊缝区显微硬度存在波动，其平均值低于母材；接头抗拉强度为287MPa，约为母材的83．9，屈服强度为227MPa，延伸率为3．57，断裂位置位于焊缝区，断裂类型属韧性断裂。关键词激光技术；光纤激光；焊接；5083铝合金；咬边；下凹中图分类号TG456．7文献标识码Adoi：10．3788／CJL2O1340．s103005StudyonFiberLaserWeldingof5083AluminumAllo

3、yKongXiaofangLiFeiWuShikaiYangWuxiongXiaoRongshi(InstituteofLaserEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Bering100124，China)AbstraetWeldingof5083一H116aluminumplatewiththicknessof4mmusingIPGYLS一6000fiberlaseriSpresented．Theinfluenceofparametersontheweldformingandwelddefectsiscarriedoutinthisp

4、aper．Also，microstructureandmechanica1propertiesofiointiSanalyzed．Itindicatesthat1aserpower，speedanddefocushavegreateffectsonpenetrationstate．Themainproblemsofweldof5083一H116aluminumplatearesagandundercut．Undertheconditionofpenetration，usinghighpowerof5kWand6kWandspeedrangefrom6m／minto9m／mincan

5、getidealweldformation．Withtheoptimalparametersofzerodefocus，6kWpowerand9m／minweldingspeed。metallographicobservationsindicatethatcrystallinemorphologynearthefusionlineisdensecolumnar，andincenteroftheweldwhichiSisometricdendrite，Besides，thesegregationofweldiSmorevisible．Thetestshowsthatthemicro—

6、hardnessofweldfluctuatesandthemeanvalueiS1essthantheparentmateria1．TensilestrengthofiointiSupto287MPa。about83．9％ofparentmateria1．YieldstrengthiSabout227MPa．ElongationiSabout3．57％．Thetensilefracturehappensinweld，andbelongstoductilefracture．Keywordslasertechnique；fiberlaser；welding；5083aluminuma

7、lloy；undercut；sagOCIScodes140．3390：16O．3900：350．3390弓口法，极易造成构件的严重变形和力学性能的大幅降低。而激光焊能量集中度高、热输入量小，因此能5083铝合金具有中等强度、耐蚀性良好及焊接够很大程度上改善构件变形大的问题，为铝合金的裂纹倾向小等特性，是舰船、汽车以及高速列车等交优质连接提供了新的途径引。通工具高速、轻量化较为理想的材料。由于铝合金目前5083铝合金的激光焊接大都采用CO激的热膨胀系数较大，采用热输入量