6061鋁合金薄板激光焊工藝試驗研究

許芙蓉,楊立軍 ,王金杰

(1.蘭州石化職業技術大學 機械工程學院,甘肅 蘭州 730060;2.天津大學 材料科學與工程學院,天津 300072)

鋁合金具有熱穩定性好、耐腐蝕性強、重量輕、易成形、強度高、再生性好和簡化結構等一系列優點,而且隨著科學技術的進步和工業發展的要求,鋁合金薄板的應用越來越多,如航空航天、汽車等領域。由于鋁的線膨脹系數、比熱、導熱系數都比較大,結構剛度和薄板的截面都較小,因而焊接鋁合金薄板時極易變形[1]。目前,生產中焊接鋁合金材料常用的焊接方法為熔化極氬弧焊和鎢極氬弧焊。熔化極氬弧焊焊接鋁合金薄板時焊接變形大,鎢極氬弧焊在焊接厚度2mm以下的薄板材料時具有優越的性能,但是生產效率較低,不能滿足現代工業發展的要求。而激光焊由于具有能量密度集中,焊接速度快,熱輸入小,熱影響區窄,焊接應力與變形小,接頭的機械性能好等優點[2],尤其適合于一些熱傳導系數非常高,對熱輸入要求較高的材料如鋁合金薄板的焊接。

本文采用連續激光焊,在不同的材料表面狀態下焊接厚度1mm的6061鋁合金薄板,研究其工藝過程的規律及特點。

1 試驗材料和條件

試驗材料為6061鋁合金,將6061鋁合金薄板制成試板,規格為200×77×1mm,試驗過程中將兩塊試板沿長度方向對接。采用連續激光焊,焊前將試板表面清理干凈,以去除油污、水漬等污染物。6061鋁合金對YAG激光的表面初始反射率接近80%,為了增大有效焊接功率,達到滿意的焊接效果,需要提高材料表面對激光的吸收率,本試驗使用砂紙打磨與涂抹表面活性劑相結合的辦法。……