【摘 要】
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本文以1mm厚汽车用6016铝合金作为研究材料,开展激光焊接工艺研究并对焊接接头组织、织构以及其对拉伸性能的影响进行研究。最终基于EBSD分析结果建立了6016铝合金激光焊接工
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本文以1mm厚汽车用6016铝合金作为研究材料,开展激光焊接工艺研究并对焊接接头组织、织构以及其对拉伸性能的影响进行研究。最终基于EBSD分析结果建立了6016铝合金激光焊接工艺、组织、织构及其拉伸性能之间的关联,为6016铝合金激光焊接接头组织调控与性能提升提供了参考。研究结果如下:6016铝合金激光焊接接头焊缝区域由柱状晶和较粗大的等轴晶共同组成;焊缝晶粒内部和晶界处均弥散分布着Mg2Si与αAl15(FeMn)3Si2等有益第二相。焊接工艺参数会对接头晶粒结构和第二相有明显影响。随着激光功率增加,焊缝中等轴晶比例增加,第二相占比增加但尺寸变化不大;随着焊接速度增加,等轴晶比例先从增加后减少,而等二相占比与尺寸均下降;随着离焦量的增加,等轴晶比例升高,第二相占比与尺寸均增加。焊缝存在明显的软化,焊接接头抗拉强度170 MPa(约为母材的74.2%)、延伸率3.94%(约为母材的16.0%),断口形貌显示为典型的韧性断裂,断裂位置位于焊缝区。随着焊缝中等轴晶的比例增加,接头抗拉强度提高;随着焊缝中第二相占比的增加(或第二相尺寸的减少),焊缝区域的平均硬度增加。6016铝合金激光焊接接头在柱状晶存在强烈的的立方织构({001}<100>),而等轴晶区域为随机取向。焊接工艺参数不会改变焊缝中织构的类型,但会影响织构强度。随着激光功率或离焦量的增加,织构强度随之下降;随着焊接速度的增加,织构强度增加;拉伸试验结果表明,随着织构强度的增加,延伸率随之下降。通过提高激光功率和离焦量,并尽量降低焊接速度,在激光功率4.0kW,焊接速度2.8 m/min,离焦量+20mm的焊接工艺下对接头组织进行了调控。调控后接头对比典型的激光焊接接头,等轴晶比例从30.8%提高到了40.2%,织构强度从11.5下降到了7.8。拉伸结果表明,焊接接头的抗拉强度从170MPa提高到了187 MPa,延伸率从3.9%提高到了5.3%。
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