4mm厚的合金鋁管是目前船舶制造領(lǐng)域的主要耗材

   針對4mm厚的合金鋁管進行光纖激光自熔焊實驗，結(jié)果表明：在保證深熔透的工藝范圍內(nèi)可以避免工藝氣孔的產(chǎn)生，同時選擇高功率和高速度可以最大程度的抑制凹陷及咬邊缺陷的程度。借助金相顯微分析系統(tǒng)、掃描電鏡及透射電鏡觀察發(fā)現(xiàn)接頭組織組成包括沿母材聯(lián)生生長的細密柱狀晶和在焊縫中心靠異質(zhì)形核生長的等軸樹枝晶，焊縫整體由柱狀及樹枝狀的α固溶體和枝晶間的非晶相構(gòu)成。優(yōu)化接頭的抗拉強度達到287MPa，約為母材的83.9%，延伸率約為3.57%，斷裂發(fā)生在焊縫，呈典型韌性斷裂。 在自熔焊實驗基礎(chǔ)上填充5087焊絲進行試驗，分析了光絲間距和送絲速度對焊縫成形的影響，并通過優(yōu)化參數(shù)得到了成形良好、無咬邊及凹陷缺陷的對接焊縫，但范圍較窄，需要嚴格的工藝條件控制。

         填絲引入了更多的形核質(zhì)點同時造成焊縫中成分分布不均勻現(xiàn)象，通過金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部晶粒明顯細化同時也產(chǎn)生了明顯的枝晶偏析及層狀偏析現(xiàn)象。接頭抗拉強度的平均值為304MPa，比自熔焊提高了6.17%左右；延伸率平均為5.43%，比自熔焊提高了52%；屈服強度σ0.2平均為226MPa，與母材及自熔焊數(shù)值十分接近；這說明影響接頭力學性能的主要因素為焊縫表面的凹陷及咬邊缺陷，填絲后降低了缺陷程度，故力學性能有所提升。 本文針對焊縫中析出相進行研究，確定其為非晶相，采用能譜儀對焊縫不同位置的非晶相成分進行半定量的統(tǒng)計測試，給出了非晶相的組元構(gòu)成及成分范圍，分析認為主要組元為Al-Mg-Si-O同時摻有Mn、Fe、Cu、Cr的Al基合金系統(tǒng)具有較大的非晶形成能力。  合金鋁管是典型的鋁鎂系合金，具有中等強度、

 

良好的塑性、耐蝕性及焊接性，是目前船舶制造領(lǐng)域的主要耗材，同時也是航空航天、汽車制造領(lǐng)域中局部結(jié)構(gòu)件的重要用材。但是，該類鋁合金鋁管的連接采用傳統(tǒng)氬弧焊的方法存在焊接效率低，變形量大的問題。目前先進激光焊工藝的開發(fā)雖然能夠解決構(gòu)件變形量大的問題，但隨之而來的深熔小孔的劇烈噴發(fā)和熔池的波動現(xiàn)象同樣帶來了焊接過程不穩(wěn)定、焊接氣孔、焊縫凹陷及咬邊等問題。相關(guān)的研究表明通過調(diào)整工藝參數(shù)能夠提高焊接質(zhì)量，為此本文的研究目的是探索新型高功率光纖激光器焊接合金鋁管的工藝規(guī)律并進行工藝優(yōu)化，同時深入分析焊接組織及力學性能特點。