發(fā)布時間：2017-03-22 05:01

  本文關(guān)鍵詞：5754-H32鋁合金激光焊接接頭組織與性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：輕量化設(shè)計是車輛制造的主要趨勢,鋁合金是實現(xiàn)輕量化設(shè)計的重要材料。對于5754-H32鋁合金材質(zhì)的車體制造來說,常規(guī)的MIG焊和TIG焊由于熱源相對發(fā)散能量密度不高導(dǎo)致熔透能力差,并且二者的焊接速度有限,較大的熱輸入造成鋁合金接頭變形大的同時力學(xué)性能下降。針對這些問題,本文對5754-H32鋁合金采用了高能量密度、高焊接速和熱變形小的激光焊接方法。試驗時對5754-H32鋁合金分別進行了兩種接頭形式的激光焊:上板厚1mm和下板厚2mm組合而成的側(cè)角焊縫形式的搭接接頭和1mm厚的對接接頭。本文分析了焊接工藝參數(shù)對兩種接頭的焊縫成形、微觀組織和力學(xué)性能的影響,同時對兩種接頭激光焊的熱裂傾向以及焊縫缺陷機理進行了研究。試驗結(jié)果表明:熔深和實際焊縫厚度受激光功率的影響更為顯著,熔寬受焊接速度的影響更為顯著;激光功率和焊接速度形成合適的相互匹配,才可以得到成形良好的焊縫。兩種接頭的焊縫區(qū)都為細小均勻的等軸晶,對接接頭還會存在少量的等軸樹枝晶,熔合區(qū)為柱狀晶,熱影響區(qū)較窄;焊縫組織為ɑ-Al固溶體。搭接接頭的焊縫顯微硬度為65.64HV,母材顯微硬度為62.05HV,熱影響區(qū)顯微硬度為62.02HV。搭接接頭獲得的最大拉剪力為5.2kN,接頭在薄板區(qū)焊縫處斷裂,焊縫中心為微孔聚集韌性斷裂,焊縫邊緣處為剪切斷裂。在規(guī)定以N=2×106的應(yīng)力幅值為設(shè)計疲勞強度條件下,搭接接頭疲勞強度為53MPa,疲勞斷裂位置均是在搭接接頭薄板區(qū)焊縫處。對接接頭的焊縫顯微硬度為62.48HV,熱影響區(qū)的顯微硬度為62.50HV,母材顯微硬度為63.68HV。對接接頭獲得的最大抗拉強度為274MPa,接頭均是在焊縫處斷裂,屬于微孔聚集型韌性斷裂。對接接頭在彎曲角達到180°的情況下均沒有裂紋出現(xiàn),抗彎曲變形能力良好。試驗中采用魚骨對接試驗法發(fā)現(xiàn),5754-H32鋁合金激光焊接接頭的熱裂傾向不明顯。對焊縫表面下榻缺陷的研究發(fā)現(xiàn):搭接接頭中Mg元素的燒損是焊縫表面下榻的主要因素;對接接頭中熔池行為的不穩(wěn)定是造成焊縫表面下塌的主要因素。對接頭中的氣孔缺陷研究發(fā)現(xiàn):搭接接頭中存在氧化膜氣孔和氫氣孔。氧化膜氣孔的形成除了與焊前未清理干凈的氧化膜有關(guān),還和搭接接頭上下板結(jié)合處在焊接過程會卷入空氣而生成新的氧化膜有關(guān)。對接接頭中只存在氫氣孔,焊縫中未完全熔化的氧化膜為氫氣孔的形成提供了氫的來源。在固態(tài)和液態(tài)鋁合金中,氫的溶解度相差太大是產(chǎn)生氫氣孔的關(guān)鍵因素。
【關(guān)鍵詞】：5754-H32鋁合金 激光焊接 微觀組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景及意義11-13
• 1.2 鋁合金激光焊接方法研究概況13-17
• 1.2.1 鋁合金活性劑激光焊13
• 1.2.2 鋁合金雙光束激光焊13-15
• 1.2.3 鋁合金激光填絲焊15-16
• 1.2.4 鋁合金激光-電弧復(fù)合焊16-17
• 1.3 鋁合金激光焊接接頭缺陷研究概況17-20
• 1.3.1 焊縫成形不良17-18
• 1.3.2 熱裂紋18-19
• 1.3.3 氣孔19-20
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容20-23
• 第2章 試驗材料、設(shè)備及方法23-33
• 2.1 試驗材料23-24
• 2.2 試驗設(shè)備及方法24-33
• 2.2.1 激光焊接設(shè)備24
• 2.2.2 搭接接頭（角焊縫）激光焊24-26
• 2.2.3 對接接頭激光焊26-28
• 2.2.4 熱裂傾向28
• 2.2.5 接頭形貌及組織分析28-29
• 2.2.6 接頭力學(xué)性能測試29-33
• 第3章 搭接接頭（角焊縫）激光焊33-55
• 3.1 工藝參數(shù)對搭接接頭角焊縫成形的影響33-41
• 3.1.1 激光功率對焊縫成形的影響33-36
• 3.1.2 焊接速度對焊縫成形的影響36-39
• 3.1.3 焊接線能量對焊縫成形的影響39-41
• 3.2 搭接接頭（角焊縫）微觀組織41-43
• 3.3 搭接接頭（角焊縫）力學(xué)性能43-52
• 3.3.1 顯微硬度44-45
• 3.3.2 抗拉剪性能45-50
• 3.3.3 疲勞性能50-52
• 3.4 本章小結(jié)52-55
• 第4章 對接接頭激光焊55-75
• 4.1 對接接頭焊縫成形55-64
• 4.1.1 墊板對焊縫成形的影響55-56
• 4.1.2 氣墊板內(nèi)氣體流量對焊縫成形的影響56-57
• 4.1.3 熔透狀態(tài)對焊縫成形的影響57-60
• 4.1.4 工藝參數(shù)對焊縫成形的影響60-64
• 4.2 對接接頭微觀組織64-67
• 4.3 對接接頭力學(xué)性能67-74
• 4.3.1 顯微硬度67-68
• 4.3.2 拉伸性能68-73
• 4.3.3 彎曲性能73-74
• 4.4 本章小結(jié)74-75
• 第5章 激光焊接接頭熱裂傾向及焊縫缺陷機理研究75-85
• 5.1 熱裂傾向75-76
• 5.2 焊縫表面下塌76-79
• 5.2.1 搭接接頭76-78
• 5.2.2 對接接頭78-79
• 5.3 焊縫氣孔79-84
• 5.3.1 搭接接頭79-82
• 5.3.2 對接接頭82-84
• 5.4 本章小結(jié)84-85
• 第6章 結(jié)論85-87
• 參考文獻87-95
• 致謝95

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐景波;;汽車用鋁合金激光填絲焊接工藝[J];電焊機;2014年12期

2 姚燕生;王園園;李修宇;;激光復(fù)合焊接技術(shù)綜述[J];熱加工工藝;2014年09期

3 秦國梁;王國剛;鄒增大;;活性劑對6013鋁合金薄板CO_2激光焊接工藝的影響(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年01期

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本文編號：260883