【摘要】：針對(duì)5083鋁合金厚板激光焊接中易出現(xiàn)的未熔合傾向和氣孔缺陷問(wèn)題,利用光纖激光對(duì)厚度為20mm的5083鋁合金進(jìn)行了超窄間隙填絲焊接試驗(yàn)。分析了激光功率、焊接速度和送絲速度對(duì)未熔合傾向和氣孔缺陷的影響。結(jié)果表明,增加激光功率、減小焊接速度或送絲速度將會(huì)減小未熔合傾向;氣孔缺陷將隨激光功率和焊接速度的減小而減小,隨送絲速度的增加先減小后增大。采用優(yōu)化的工藝參數(shù),即光絲間距為+1 mm、焊接速度為0.42m/min、激光功率為3.8kW、送絲速度為3.5m/min、離焦量為+20mm,實(shí)現(xiàn)了深度為17mm的超窄間隙坡口的5083鋁合金激光填絲焊接,焊縫無(wú)未熔合缺陷,氣孔率減小至0.25%。
【圖文】：

中國(guó)激光Ｐｒ＝∑ＡｐＬＨ，（１）式中Ｌ為所檢測(cè)焊縫的設(shè)定長(zhǎng)度，去掉各１５ｍｍ的焊縫首尾不穩(wěn)定段，試驗(yàn)中Ｌ�。保埃埃恚�；Ｈ為焊縫的高度；∑Ａｐ為Ｌ長(zhǎng)度焊縫上的氣孔總面積。計(jì)算了焊縫中的氣孔平均直徑，以反映氣孔的尺寸。圖１焊接坡口示意圖Ｆｉｇ．１Ｄｉａｇｒａｍｏｆｗｅｌｄｉｎｇｇｒｏｏｖｅ圖２Ｘ射線無(wú)損檢測(cè)示意圖Ｆｉｇ．２ＤｉａｇｒａｍｆｏｒＸ－ｒａｙｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔ焊縫對(duì)坡口側(cè)壁母材和前道焊縫的熔化能力不足時(shí)，會(huì)產(chǎn)生側(cè)壁未熔合和層間未熔合的缺陷，這種熔化能力反映了未熔合缺陷的傾向。通過(guò)線切割取樣制備金相，將母材研磨拋光后，用濃度為１０％的氫氟酸溶液對(duì)其進(jìn)行腐蝕，以觀察焊縫的宏觀形貌。在焊縫橫截面上測(cè)量焊縫在側(cè)壁的熔深ＤＷ，以此反映焊縫對(duì)側(cè)壁的熔化能力，ＤＷ值越大，，側(cè)壁出現(xiàn)未熔合的傾向越校測(cè)量焊縫在前道焊縫中形成的熔深ＨＰ，以此來(lái)反映焊縫層間的熔化能力，即層間出現(xiàn)未熔合的傾向。超窄間隙激光填絲焊縫的幾何參數(shù)示意圖如圖４所示。每個(gè)試樣的ＤＷ取左右兩側(cè)值的平均值。圖３使用不同軟件標(biāo)定后的氣孔示意圖。（ａ）使用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ；（ｂ）使用Ｉｍａｇｅ－Ｊ２ｘＦｉｇ．３Ｄｉａｇｒａｍｏｆｐｏｒｅｓａｆｔｅｒｄｅｍａｒｃａｔｉｎｇｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｓ．（ａ）ＵｓｉｎｇＰｈｏｔｏｓｈｏｐ；（ｂ）ｕｓｉｎｇＩｍａｇｅ－Ｊ２ｘ圖４超窄間隙激光填絲焊縫的幾何參數(shù)示意圖Ｆｉｇ．４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｇｅｏｍｅｔｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｕｌｔｒａ－ｎａｒｒｏｗｇａｐｌａｓｅｒ

中國(guó)激光Ｐｒ＝∑ＡｐＬＨ，（１）式中Ｌ為所檢測(cè)焊縫的設(shè)定長(zhǎng)度，去掉各１５ｍｍ的焊縫首尾不穩(wěn)定段，試驗(yàn)中Ｌ�。保埃埃恚�；Ｈ為焊縫的高度；∑Ａｐ為Ｌ長(zhǎng)度焊縫上的氣孔總面積。計(jì)算了焊縫中的氣孔平均直徑，以反映氣孔的尺寸。圖１焊接坡口示意圖Ｆｉｇ．１Ｄｉａｇｒａｍｏｆｗｅｌｄｉｎｇｇｒｏｏｖｅ圖２Ｘ射線無(wú)損檢測(cè)示意圖Ｆｉｇ．２ＤｉａｇｒａｍｆｏｒＸ－ｒａｙｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｔｅｓｔ焊縫對(duì)坡口側(cè)壁母材和前道焊縫的熔化能力不足時(shí)，會(huì)產(chǎn)生側(cè)壁未熔合和層間未熔合的缺陷，這種熔化能力反映了未熔合缺陷的傾向。通過(guò)線切割取樣制備金相，將母材研磨拋光后，用濃度為１０％的氫氟酸溶液對(duì)其進(jìn)行腐蝕，以觀察焊縫的宏觀形貌。在焊縫橫截面上測(cè)量焊縫在側(cè)壁的熔深ＤＷ，以此反映焊縫對(duì)側(cè)壁的熔化能力，ＤＷ值越大，側(cè)壁出現(xiàn)未熔合的傾向越校測(cè)量焊縫在前道焊縫中形成的熔深ＨＰ，以此來(lái)反映焊縫層間的熔化能力，即層間出現(xiàn)未熔合的傾向。超窄間隙激光填絲焊縫的幾何參數(shù)示意圖如圖４所示。每個(gè)試樣的ＤＷ取左右兩側(cè)值的平均值。圖３使用不同軟件標(biāo)定后的氣孔示意圖。（ａ）使用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ；（ｂ）使用Ｉｍａｇｅ－Ｊ２ｘＦｉｇ．３Ｄｉａｇｒａｍｏｆｐｏｒｅｓａｆｔｅｒｄｅｍａｒｃａｔｉｎｇｕｓｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｓ．（ａ）ＵｓｉｎｇＰｈｏｔｏｓｈｏｐ；（ｂ）ｕｓｉｎｇＩｍａｇｅ－Ｊ２ｘ圖４超窄間隙激光填絲焊縫的幾何參數(shù)示意圖Ｆｉｇ．４Ｄｉａｇｒａｍｏｆｇｅｏｍｅｔｒｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｕｌｔｒａ－ｎａｒｒｏｗｇａｐｌａｓｅｒ
【作者單位】： 上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院上海市激光制造與材料改性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;高新船舶與深海開(kāi)發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心;滬東中華造船(集團(tuán))有限公司;
【基金】：工業(yè)與信息化部高技術(shù)船舶科研計(jì)劃
【分類號(hào)】：TG456.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 張波;黃堅(jiān);孫志遠(yuǎn);張茂龍;;40mm高強(qiáng)鋼窄間隙激光填絲焊接頭組織與性能[J];熱加工工藝;2016年17期

2 趙勇;王清f

本文編號(hào)：2543270