铝合金5083的激光－电弧复合焊接性能研究-论文.pdf

《铝合金5083的激光－电弧复合焊接性能研究-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、代~"lrg'lt．搋蓉铝合金5083的激光一电弧复合焊接性能研究LsseroAzc工}j[Ⅱ皿Ⅱ@Ⅱ碗@s⑩1i皿吼ⅡA]]loy5083文／金星烨’宋广浩郑卫刚(1一武汉理工大学能源与动力工程学院；2一武汉理工大学工程实训中心)摘要：铝合金5083有着良好的力学性能、抗腐蚀性能和机械加工性，中等强度，是广泛应用在现代高速动车组车体的铝合金材料之一。选用5083一H111铝合金板材进行9种工艺参数的激光一电弧复合焊接，通过比较，选择优化规范的试验结果进行焊缝成形、热裂倾向、接头微观组织、力学性能、焊接性能分

2、析，并与传统脉~,qbGMAW焊接工艺进行比较。关键词：铝合金5083；激光一电弧复合焊接；热裂倾向；接头微观组织；接头力学性能引言实验材料选用5083一H111铝合金板材，试铝合金5083为不可热处理强化AI-Mg~金，板尺寸为250mmX125ramX4mm，焊接填充材料通常只能以退火或冷作硬化状态使用，具有优良采用成分相近，直径为1．6mm的ER5356焊丝，的耐蚀性(故亦称为防锈铝合金)、良好的焊接其化学成分见表l。性以及较好的挤压成型性。该型合金的含Mg量在2焊接参数及成型性4．0％--4．9％。M

3、g：~AI中溶解度较大，但扩散速率焊接保护气体种类及纯度对铝合金焊缝的质较慢，无明显时效强化作用，属于非热处理强化量有着重要影响，铝合金激光一电弧复合焊时，铝合金。随着M袷量的提高，合金的力学l生能也只采用惰性气体氩或氦，不采用其他活性气体，相应提高，但会显著降低其耐蚀能力，焊接能变差，常需加入微量元素Mn和Ti等，以改善其综试验过程中选用99．999％的高纯氩气，保护气体合性能。Mn元素对合金的抗蚀性和强度起到一流量为：25IJmin，环境温度为室温，相对湿度严格定的提高作用；微量元素Ti的加入可以使合金的

4、控制在70％以下，接头型式为无间隙的平板对接。抗应力腐蚀能力得到提高。其中Fe、cu和zn等为由于液态铝的表面张力小以及激光一电弧复杂质，会使合金的抗腐蚀性能和塑性降低。合热源挺度大、穿透力强，加上高焊速和大厚A1一M于防锈铝合金的主要系列，焊接j生件中需要大流量的保护气，焊缝极易被焊穿和能良好，且低温韧脆转变．／pJ,、不明显，在早发生下榻现象。因此为了改善焊缝的背面成形，期铝合金车体制造中得到了广泛应用。5083板防止焊缝背面吸氢和背面发黑现象，采用铜垫材采用连铸连轧的加工工艺，属于热轧铝板系列，是我国应

5、用较成熟的铝合金系列。1焊接试样准备作者简介：金星烨(1994一)，男，,~4-q-，主要研究方向：机械工程。现代焊接2014年第1O期总第142期J一19焊缝横截面上距离焊缝横截面上距离(a)激光一电弧复合焊接头(b)电脉冲GMAW焊接头图8铝合金5083的激光一电弧焊接头的硬度分布N／周次N／N次(a)激光一电弧复合焊接头(b)单脉冲GMAW焊接头图9铝合金5083焊接接头疲劳s—N曲线件疲劳极限。疲劳试件厚度4mm，长度为240mrn,上述结果表明，铝合金5083一Hlll的激光一电加持端宽度为40mm

6、，中间狭窄处宽20mm，标距弧复合焊焊缝成形较好，热影响区较窄，抗拉强长为60mm，过渡圆弧半径为100mm。为了减小焊度到达母材的80％以上，虽在抗拉强度方面与传缝余高和表面粗糙度产生应力集中的影响，去统脉冲cMAw焊接头相比优势不明显，但铝合金除接头的余高并用磨床将试件表面磨平。5083的激光一电弧复合焊接接头疲劳强度明显要工艺编号为9接头试样的疲劳测试，当最大载优于妾头。另一方面，从接头坡口准备和荷为120MPa时，有一根试样的循环次数达到l0_7焊接速度来看，铝合金5O83—Hll1的激光一电弧复合次

7、未发生断裂；当最大载荷为110MPa~tJ,"，循环次焊的效率和工艺柔l生比传统GMAw有了显著提高。数达到了l0_7未破坏，认定条件疲劳极限约为115参考文献MPa。通过指数函数拟合获得铝-#~5083-H1的激[1]王敏，王海东．6005A铝合金双丝MIG焊接接头组织与性能研究lJ1．光一电弧复合焊接接头的疲劳S_N曲线，见图9a。热加工工艺报，2011,40(9)．相同材料和厚度单脉冲cMAw焊接头的疲劳s-Nf23邵光学，王晓敏，闫少华，董正林，李恒奎，A5083一H11l铝合金激光一MIG复合焊接接

8、头组织及性能研究【j1．电焊机，2o~4,44(3)．曲线见图％，认定条件疲劳极限为97MPa，其疲[3】齐向前，李玉昌，武建军．铝合金激光焊接技术特性lJ1．焊接技术，劳强度明显低于激光一电弧复合焊接接头。2005，f03)．郑31N,1．汽车减振器支架焊接机器人系统的设计【J1．热加工工艺，2012，41(17)．6结束语现代焊接2014年第10期总第142期J一23