环形光束激光焊接Al-Si镀层22MnB5钢的组织与性能研究

摘要

使用可调环形光斑光纤激光焊接工艺,对铝硅镀层22MnB5钢进行激光拼焊,研究了中心激光束和环形激光束不同功率配比对焊缝宏观形貌、显微组织和力学性能的影响。结果表明,中心激光束和环形激光束的配比对焊缝熔宽的影响较小,当两者配比为1∶1时,焊缝表面的塌陷量最小。随着环形激光束功率的增大,焊缝中心区域的硬度值先增大后减小,当中心激光束和环形激光束的激光功率均为1500 W时,取得最大值为448.5 HV。当中心激光束功率为2000 W、环形激光束功率为0 W时,硬度值最小,为310.2 HV。在环形光斑激光作用区域,熔合线边缘会产生条带状铁素体,拉伸形变过程中裂纹在铁素体处萌生扩展,是焊接接头失效的主要原因。当中心激光束和环形激光束功率均为1500 W时,接头抗拉强度和延伸率最高,接头断裂在焊缝熔合线附近;当中心激光束功率小于环形激光束功率时,焊缝裂纹从焊缝上边缘熔合线开始萌生;当中心激光束功率大于等于环形激光束功率时,裂纹由下边缘熔合线处萌生。