鋁合金由于具有密度小、耐蝕性好、比強度高、成型性能好等優(yōu)點,在航空航天、船舶、軌道交通等領域被廣泛應用。相對于普通激光焊接方法,負壓激光焊接能夠抑制焊接過程中產生的等離子體金屬蒸氣羽煙,從而增大焊縫熔深,同時穩(wěn)定焊接過程并降低焊縫中的焊接缺陷,因此在大厚板成型連接加工上具有廣闊的應用前景。本文對厚度為30 mm的5083鋁合金進行了負壓激光焊接研究,采用模擬與實驗相結合的方法研究了降低環(huán)境壓力對鋁合金激光焊接焊縫成形及氣孔缺陷的影響規(guī)律,對比分析了不同環(huán)境壓力下激光深熔焊的小孔動態(tài)行為及熔池流動特征及其對最終焊縫成形及氣孔缺陷的影響,并分析了促進負壓激光焊接焊縫熔深增大的機理及負壓抑制氣孔缺陷的原因,為優(yōu)化焊接工藝提高鋁合金的激光焊接質量提供了參考依據。本文首先進行了鋁合金激光焊接實驗研究,采用回歸分析研究了激光功率、環(huán)境壓力對焊縫熔深、焊縫深寬比及焊縫縱截面氣孔率的影響規(guī)律。結果表明,在其他工藝條件均相同的條件下,當環(huán)境壓力一定時,焊縫熔深隨激光功率增大而增大;當激光功率一定時,焊縫熔深隨環(huán)境壓力降低而增大。環(huán)境壓力一定時,隨著激光功率增大,焊縫深寬比變化取決于激光能量增大引起的焊縫... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

焊縫熔深隨環(huán)境壓力變化

上海交通大學碩士學位論文3圖1-1焊縫熔深隨環(huán)境壓力變化Fig.1-1Pressuredependenceofthepenetrationdepth[22]為了研究真空和負壓對焊縫熔深及焊縫形貌的影響，姜夢等人[26]采用光纖激光器對板厚為20mm的A5083鋁合金進行了不同環(huán)境壓力下的激光焊接實驗，其中不同環(huán)境壓力下的焊縫橫截面形貌如圖1-2所示。從圖中可以看出，隨著環(huán)境壓力降低，焊縫熔深顯著增大，在其它條件相同的情況下，當環(huán)境壓力從101kPa降低到0.01kPa時，焊縫熔深從4.16mm增大到14.96mm，達到常壓下的3.5倍，且焊縫橫截面形狀由傳統(tǒng)的倒梯形轉變?yōu)槠叫羞叄缚p深寬比顯著增大。圖1-2A5083鋁合金激光焊接焊縫橫截面形貌隨環(huán)境壓力變化[26]Fig.1-2CrosssectionoftheweldinfiberlaserweldingofA5083aluminumalloyunderdifferentambientpressures

上海交通大學碩士學位論文5圖1-3小孔前壁局部蒸發(fā)導致小孔不穩(wěn)定及氣孔形成示意圖Fig.1-3Schematicillustrationsofporosityformationcausedbykeyholeinstabilityduetolocalizedevaporation[35]圖1-4不同環(huán)境壓力下焊縫縱截面氣孔缺陷[20]：（a）常壓；（b）103Pa；（c）101Pa；（d）10-1Pa；（e）10-3PaFig.1-4Poredefectsinthelongitudinalsectionoftheweldunderdifferentambientpressures:(a)atmosphericpressre;(b)103Pa;(c)101Pa;(d)10-1Pa;(e)10-3PaCai等人[20]對比分析了A5083鋁合金在常壓和負壓下進行激光焊接的氣孔缺陷，圖1-4所示為不同環(huán)境壓力下焊縫縱截面氣孔分布情況。由圖可以看出環(huán)境壓力對鋁合金激光焊接的氣孔缺陷具有非常重要的影響，常壓下（圖1-4(a)）


本文編號：3359276