鋁合金薄板激光搭接焊接頭組織及力學(xué)性能

周金旭,沈其明,李 歡,鄧 鑫,金文福,孫明軍,李洪林,劉 學(xué)

(遼寧忠旺集團(tuán)有限公司,遼寧 遼陽 111003)

鋁合金具有良好的加工性能及使用性能,在汽車制造,航空航天等制造領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[1],但由于鋁合金具有熱傳導(dǎo)系數(shù)大、熔點低、線膨脹系數(shù)大等特點,常用的焊接方法,在焊接過程中,存在焊接變形大、熱影響區(qū)軟化等問題,大大降低了產(chǎn)品的使用性能[2,3]。激光焊接具有能量密度集中、焊接變形小、效率高等特點被廣泛研究[4]。目前,采用單激光自熔焊接鋁合金時,由于焊接速度快、熔池小、對間隙敏感性高,以及鋁合金具有較高的導(dǎo)熱性,使焊縫熔池具有瞬時凝固的特點,容易導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)咬邊、裂紋、未熔合等焊接缺陷[5]。雙焦點激光焊接過程中可以明顯增大熔池與匙孔,保證了匙孔的穩(wěn)定,使熔池的流動性增強(qiáng)[6],是解決這些問題的有效途徑之一,提高了焊接接頭的成型質(zhì)量。本文采用雙光束激光填絲焊對薄板5052鋁合金進(jìn)行激光搭接焊研究, 分析了不同激光功率下焊縫成型情況,并對焊接接頭進(jìn)行了力學(xué)性能及金相組織分析。

1 試驗材料及方法

1.1 試驗材料

母材為5052-H32鋁合金,尺寸為100mm×100mm×1.5mm。填充材料為直徑1.2mm的ER5356焊絲,保護(hù)氣體為Ar,純度>99.99%。母材抗拉強(qiáng)度258MPa,屈服強(qiáng)度225MPa,延伸率14%,母材與焊絲化學(xué)成分見表1[7]。

1.2 試驗方法

采用TRUDISK8002激光器 HIGHYAG BIMO激光頭等設(shè)備進(jìn)行焊接試驗,接頭形式為搭接。激光通過芯徑200μm的光纖進(jìn)行傳輸,最小光斑直徑 0.42mm。雙光點間距、能量分布及光點排布均可調(diào)節(jié),離焦量……