1420铝锂合金的双光束激光焊接

摘要

激光焊接以其焊接速度高、焊缝窄、热影响区小等一系列优点已经在工业中得到了广泛的应用。但由于铝合金对激光的高反射性和铝合金本身的物理化学性能，焊接过程的稳定性及气孔等焊接缺陷是铝合金激光焊接中有待解决的难题。而双光束激光焊接以其可以扩大匙孔的开口、提高焊接过程稳定性的优势，已经成为激光焊接的新的发展方向。 在现有的双光束激光焊接研究中，多用平行的两束光作为光源，而成一定角度的双光束激光焊接实验研究则鲜有发表。本论文对成一定角度的双光束激光焊接的特点和规律以及其焊接1420铝锂合金的工艺进行了系统的研究。首先以低碳钢为实验材料研究了双光束激光焊接的特点和规律，试验结果表明当两光束夹角为22°时，焦斑间距在0-1.0mm范围内，能得到焊接过程稳定、外观和截面成形理想的焊缝；当两焦点间距大于1.0mm时，材料对激光束的热利用率变小，焊缝变浅。在激光焊接时，5083和1420的气孔倾向性比一般的铝合金要大，所以在初步了解双光束激光焊接的特点后，论文以5083铝合金为实验材料研究了双光束激光对铝合金焊接气孔的控制效果。在研究中发现，5083铝合金的双光束激光焊接能实现稳定的深熔焊接，焦斑间距为0.4mm时焊接过程稳定，焊缝成型好，气孔率低。在掌握成角度的双光束激光焊接基本规律的基础上，论文对1420铝锂合金的双光束激光焊接进行了实验研究，经过实验得出最佳焊接工艺以达到降低气孔率、省去焊前预处理步骤地目的。最后论文进行了1420铝锂合金的对接焊实验研究，探讨了焊接工艺对焊接试样力学性能的影响。实验结果证明，选用合适的对焊工艺，焊缝的平均拉伸强度达到了336.1MPa，为母材的87.5

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2激光焊接的发展及特点

1.2.1激光焊接技术的发展

1.2.2激光焊接工艺及特点

1.2.3激光焊接的机理

1.3双光束激光焊接的机理及优势

1.3.1双光束激光焊接的机理

1.3.2双光束焊接的优点及意义

1.4双光束激光焊接的研究现状及应用

1.5铝锂合金的研究现状及待解决的问题

1.5.1铝锂合金的焊接性

1.5.2铝锂合金激光焊接应用存在的问题

1.6本课题的主要研究内容

第二章双光束激光焊接基本工艺研究

2.1引言

2.2试验方法

2.2.1实验装置

2.2.2试验材料

2.2.3试验方式

2.3焊接工艺参数

2.3.1激光功率

2.3.2焦点位置及双光束夹角

2.3.3焊接速度

2.3.4焦斑间距

2.4试验结果及分析

2.4.1焦斑平行分布时实验结果及分析

2.4.2焦斑垂直分布时实验结果及分析

2.5小结

第三章铝合金双光束激光焊接的气孔控制

3.1引言

3.1.1铝合金焊接的发展

3.1.2铝合金激光焊接中存在的问题

3.2实验设备及工艺参数的选定

3.2.1激光功率的选定

3.2.2保护气体的选定

3.2.3光束夹角的选定

3.3实验结果及分析

3.3.1焊缝成型及其影响因素

3.3.4气孔及表面成形情况

3.4小结

第四章1420铝锂合金的双光束激光焊接

4.1引言

4.2实验设备与材料

4.3实验过程及结果分析

4.3.1保护气体的影响

4.3.2氧化膜对气孔的影响

4.3.3双光束激光焊接的结果及分析

4.4小结

第五章1420铝锂合金的双光束激光对接焊实验

5.1实验材料

5.2实验方法

5.3力学性能测试

5.4焊缝形貌分析

5.5实验结果及分析

5.5.1焊缝形貌

5.5.2焊缝性能

5.5.3断口形貌

5.6小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间的学术成果

致谢