5A06铝合金激光填丝焊接特性研究.pdfVIP

5AO6铝合金激光填丝焊接特性研 究 许 飞 。，陈 俐。，巩水利。，李晓延 ，杨 琛 (1．北京工业大学 材料科学-9工程学院，北京 100022；2．北京航空制造工程研 究所 ，北京 100024) 摘 要 ：对 1．2mm厚 5A06铝合金薄板进行 了激光填丝焊试验，发现在较低焊接速度时激光焊不能 实现有效焊接的焊接工艺参数，通过添加焊丝却可以获得较好的深熔焊效果，焊缝 中只含有少量微小气 孔，并分析 了焊接效果及气孔的形成机理。激光填丝焊通过添加焊丝可以增加材料对激光能量的吸收 率，维持 “小孔”的相对稳定，显著改善激光焊在较低焊接速度时的焊缝成形 ，更好地实现 了焊缝的单面焊 双面成形 。 关键词 ：激光焊；激光填丝焊；5AO6铝合金；气孔 中图分类号 ：TG422．1 文献标志码 ：A 5A06铝合金属于 Al—Mg系防锈铝合金 ，退火 模式为多模 。其机械系统部分采用六 自由度机械 时可焊性 、抗蚀性 良好 ，冷变形可提高强度l1]，因此 手 ，激光通过光纤传输并反射聚焦后到达工件。反 在中载构件 、液体容器 、管道等零件 中应用较多。激 射镜焦长为200mm，焦斑直径为 0．6mm。焊接过 光焊接铝合金虽然焊接变形小、生产效率高 ，但他对 程中工件台静止 ，由机械手带动激光和导丝 嘴相对 装配间隙的高要求和焊接过程 的不稳定性限制 了某 运动来实现激光填丝焊接，如图 1所示 。焊接试验 些应用 。而激光填丝焊接铝合金不但可 以保持激光 采用平 板堆焊方 焊固有的优点，还可以降低对接焊时的装配精度，改 式，试件上表面处 善激光焊接的焊缝成形 ，防止裂纹产生 ，提高接头的 于激光焦点位置 。 力学性能，以较小的功率实现厚板 的焊接等_l2。]，从 焊接激 光头倾斜 而大大扩展激光焊接的可能性与应用范围。另外 ， 8。，焊接过程 中采 铝合金对气孔有最大的敏感性 ]，而氢是铝及铝合 用背保 护 (氩气 ， 金熔焊时产生气孔 的主要原因E5-6]。因此如何消除 流量 20L／min)和 气孔缺陷成为铝合金结构件焊接中的一个难点。 侧 吹保 护 (氩气 ， 本文采用大功率 YAG激光填丝焊接 系统对 流量 15L／min)对 1．2mm厚的5A06铝合金薄板进行了激光填丝焊 焊接 高温 区进行 保 护 。焊 后 对激 图1 激光填丝焊接装置示意图 接试验 ，发现当激光功率密度未达到或接近一般铝 合金深熔焊阈值时，对 5A06铝合金不能进行有效 光焊和激光填丝焊的焊接效果进行了对比分析。 焊接 的激光焊接参数 ，通过添加填充焊丝却可以获 2 试验结果及讨论 得较好的焊接效果 ，并对焊接效果和气孔的形成机 理进行了分析 。 2．1 激光焊及激光填丝焊的焊缝成形 在对 1．2mm厚 5A06铝合金薄板激光焊接工 1 试验条件及方法 艺研究的基础上 ，发现只有在较 高焊接速度 (≥5．7 试验材料为 1．2mm厚 5A06铝合金轧制板 m／min)时才能获得成形较好的焊缝。而在较低焊 材，直径 O1mm的ER5356填充焊丝。铝合金及填 接速度时呈现 2种现象 ，其一是热导焊 ，其二是实现 充焊丝的化学成分见表 1。板材首先被加工成 300 深熔焊接 ，但在焊缝局部会有焊漏和未焊透连续出 mm×100mm 的试件 ，焊前用化学方法去除试件表 现 。激光填丝焊接方法通过添加焊丝可以较好地改 面的油脂 和氧化膜。试验采用 了