采用小功率TIG電弧輔助激光熱源進(jìn)行5A06鋁合金和熱鍍鋅ST04Z鋼的預(yù)置粉末對(duì)接熔釬焊工藝試驗(yàn),通過(guò)SEM,Photoshop來(lái)研究預(yù)留間隙、背面填涂釬劑、激光熱輸入、輔助電弧電流、熱源中心間距、填加焊絲對(duì)熔釬焊接頭鋪展寬度的影響.結(jié)果表明,預(yù)留小于0.5 mm的間隙與背面填涂釬劑均可增大鋪展寬度;在未焊穿的前提下,隨激光熱輸入和輔助電弧電流的增加,鋪展寬度增大;隨熱源中心間距的增大,鋪展寬度先增加后減小.焊接熔池中填加Al-Si焊絲較未填加焊絲的鋪展性更好,獲得連續(xù)、美觀的焊縫表面形貌. 

【文章來(lái)源】：焊接學(xué)報(bào). 2016年01期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

電弧輔助激光熔釬焊示意圖

板中心面置于同一水平面進(jìn)行裝配，對(duì)接頭處于夾具成形槽上方．將釬劑CJ401(主要成分KCl，NaCl，LiCl，NaF等)和混合均勻的釬料依次涂敷在焊道上表面，釬料的涂敷厚度以遮蓋板材底色為宜，寬度在5mm左右．釬料成分配比如表3所示，表3釬料成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table3ChemicalcompositionsofbrazingfillermetalZnMgMnSiBAl8．07．02．02．00．5余量焊接完成后，在同一分辨率下垂直試樣表面對(duì)每個(gè)試樣拍攝照片，用Photoshop軟件測(cè)量出每個(gè)試樣焊縫正面、反面鋁向鋼側(cè)的鋪展面積［8］和焊縫長(zhǎng)度，試樣表面宏觀形貌如圖2所示，其中鋪展寬度定義為:鋪展寬度=鋪展面積焊縫長(zhǎng)度，計(jì)算出試樣的鋪展寬度進(jìn)行比較．再將試樣用線切割機(jī)切成標(biāo)準(zhǔn)試件，打磨、拋光后在SEM下觀察，并測(cè)量出該截面處的鋪展寬度與潤(rùn)濕角θ．圖2試樣表面宏觀形貌Fig.2Macroscopicappearanceofsamplesurface2試驗(yàn)結(jié)果與討論2．1預(yù)留間隙和背面填涂釬劑對(duì)鋪展寬度的影響在焊接工藝參數(shù)為激光功率1200W，焊接速度10mm/s，離焦量0mm，激光保護(hù)氣體流量12L/min，電弧電流15A，電弧電壓14V，弧長(zhǎng)4mm，TIG焊槍傾角60°，TIG焊保護(hù)氣體流量8L/min，熱源中心間距為15mm時(shí)，分析預(yù)留間隙和背面填涂釬劑對(duì)鋪展寬度的影響．試驗(yàn)所得對(duì)接焊縫橫截面如圖3所示，圖3a為未預(yù)留間隙，背面未填涂釬劑所得焊縫橫截面圖，由圖3a可見(jiàn)，焊縫正面的鋪展寬度較大，而焊縫背面幾乎無(wú)鋪展．這是因?yàn)�，焊接時(shí)熔池中熔化的鋁與鋼形成了很好的搭橋，阻止了焊縫正面熔化的釬劑和液態(tài)釬料向背面的流動(dòng)，焊縫背面存在較大的表面張力，阻礙了鋁液向鋼側(cè)的潤(rùn)濕，無(wú)法獲得良好的鋪展．圖3b為未預(yù)留間隙，焊縫背面填涂釬劑時(shí)所得焊縫橫截面圖，可以看出，焊縫背面和正面的熔化金屬均

第1期樊丁，等:鋁/鋼電弧輔助激光對(duì)接熔釬焊鋪展特性3定的電弧壓力作用下，導(dǎo)致塌陷以致焊穿．因此，對(duì)接接頭最佳預(yù)留間隙應(yīng)小于0．5mm．圖3對(duì)接焊縫橫截面Fig.3Crosssectionofbutt-welding2．2焊接工藝參數(shù)對(duì)鋪展寬度的影響采用上述焊接工藝參數(shù)，在預(yù)留0．4mm的間隙，背面未填涂釬劑的情況下，應(yīng)用單一變量法來(lái)分別分析激光熱輸入、電弧電流、熱源中心間距對(duì)鋪展寬度的影響．2．2．1激光熱輸入對(duì)鋪展寬度的影響通過(guò)改變激光功率和焊接速度，分析了激光熱輸入對(duì)熔化金屬鋪展寬度的影響，結(jié)果如圖4所示．可以看出，隨激光熱輸入的增加，焊縫背面和焊縫正面熔化金屬的鋪展寬度均增加，在熱輸入小于1．2kJ/cm時(shí)，焊縫背面和焊縫正面熔化金屬的鋪展寬度隨熱輸入的提高而顯著增加，當(dāng)熱輸入大于1．2kJ/cm時(shí)，焊縫背面和焊縫正面熔化金屬的鋪展寬度受熱輸入的影響降低．這是因?yàn)榧す鉄彷斎胼^小時(shí)，焊接過(guò)程中熔池內(nèi)沒(méi)有足夠熔化的液態(tài)金屬向鋼側(cè)鋪展，隨熱輸入的增大，焊接過(guò)程中熔化的液態(tài)金屬增多，熔化金屬鋪展寬度顯著增加;激光熱輸入較大時(shí)，隨著激光熱輸入的增加，雖然焊接過(guò)程中熔化的液態(tài)金屬也進(jìn)一步增加，但由于冷卻時(shí)間和鋼板表面鍍鋅層熔化區(qū)域的限制，使得鋁向鋼側(cè)的鋪展寬度增加變緩．同時(shí)可以看出，激光熱輸入的變化對(duì)焊縫背面鋪展寬度的影響大于對(duì)焊縫正面鋪展寬度的影響．這說(shuō)明在熱輸入變化時(shí)，焊縫正面熔化的釬料和鋁液，在電弧力與氣體吹力的作用下，均可獲得良好的鋪展，但焊縫背面熔化金屬的鋪展寬度與液態(tài)金屬流向鋼側(cè)背面的量和潤(rùn)濕鋪展時(shí)間息息相關(guān)，所受熱輸入的影響較大．圖4激光熱輸入對(duì)鋪展寬度的影響Fig.4Influenceofheat-inputbylaseronspreadingwidth2．2．2電弧電流對(duì)鋪展寬度的影響電弧

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]5052鋁合金/鍍鋅鋼涂粉CO2激光熔釬焊工藝特性[J]. 樊丁,蔣鍇,余淑榮,張健.  焊接學(xué)報(bào). 2014(01)
[2]激光填絲焊焊絲熔入行為特征[J]. 劉紅兵,陶汪,陳潔,楊志斌,陳磊,占小紅,李俐群.  焊接學(xué)報(bào). 2013(11)
[3]鋁/鋼光纖激光填充粉末熔釬焊接頭界面組織與力學(xué)性能[J]. 趙旭東,肖榮詩(shī).  焊接學(xué)報(bào). 2013(05)
[4]車身輕量化與鋼鋁一體化結(jié)構(gòu)新技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 龍江啟,蘭鳳崇,陳吉清.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(06)
[5]應(yīng)用Photoshop軟件進(jìn)行小班面積測(cè)算方法研究[J]. 譚翊,譚遜,李榜江.  測(cè)繪科學(xué). 2008(01)



本文編號(hào)：2954503