论文部分内容阅读
针对传统电弧焊接高强厚板铝合金时,采用多层多道的焊接方式,坡口填充量大、层道间清理时间长、焊接效率低的问题,本课题提出了采用“激光-MIG复合穿孔焊+MIG盖面”的方法,实现了 20mm厚7A52铝合金的高效率焊接。采用激光-MIG复合焊实现了 14mm的穿透性熔深,然后采用MIG摆动焊接进行单道盖面,实现了更加高效高质的焊接。首先采用激光-MIG复合焊平板堆焊方式,研究激光功率等工艺参数与熔深的关系。发现激光前置比激光后置焊缝成形好;电流为170A时,相对于6kW、8kW,激光功率为7kW时焊缝熔深大,但焊缝成形较差,而6kW时焊缝成形较好,熔深也较大;功率为6kW时,相对于180A、200A,电流为190A时,熔深最大;负离焦比正离焦时焊缝熔深大,-4mm时熔深较大。采用激光-MIG复合焊进行了穿孔焊工艺试验研究,并研究对比几种不同的盖面方法。试验结果表明,坡口形式为10mm钝边的“Y”型坡口,穿孔焊采用电弧电流为190A,激光功率6kW,光丝间距3mm,离焦量-4mm,焊接速度90cm/min;盖面焊采用MIG摆动焊接,焊接电流240A,摆动摆长4mm,摆动幅度6mm,焊接速度为20cm/min,获得了一次性完全穿透且盖面外观成形美观的焊缝。相对于传统MIG多层多道焊接效率提升263%。焊缝激光区的热影响区为树枝晶,宽度较窄约为77μm。熔合区内组织不均匀,靠近热影响区一侧为宽度很窄的细小等轴晶,靠近焊缝区一侧为柱状树枝晶,向着焊缝中心方向生长延伸,生长方向与焊缝散热方向相反。焊缝区为等轴晶。电弧区与激光区有类似组织结构,但电弧区晶粒更加粗大。电弧区的热影响区更宽。焊缝内晶粒大小更加均匀。从激光区到电弧区,Mg含量逐渐增加,Zn逐渐减少。在晶界处发生成分偏析,Mg和Zn含量增加。工艺类气孔内Zn的含量比冶金类气孔高很多。最后对接头的显微硬度和抗拉强度进行了检测。焊接接头硬度小于母材,母材硬度为110HV,激光区的焊缝区硬度为81HV,电弧区的焊缝区硬度为75HV。盖面区硬度为67HV。母材平均抗拉强度为475MPa,延伸率为14.45%,为韧性断裂。盖面区拉伸强度为260MPa,延伸率为4.54%,为解理型断裂;焊接速度为90cm/min时,穿孔焊抗拉强度最高,平均强度为317MPa,为母材的66.7%,延伸率为3.71%,为韧脆结合型断裂,电弧区比激光区韧性好。