6061-T6铝合金激光-MIG复合焊接头的组织与性能
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
茕
６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金激光一 Ｍ Ｉ Ｇ复合焊接头 的组织与性能
ｉ Ｇ ∞ｓ Ｇ 衄鸸 ａ 皿 ｄ Ｐ ＠ ＠ ｓ ｏ ｆ ６ ０ ６ １ 一 Ｔ６ Ｉ 蚴 ｉ 删 皿 Ａｌ Ⅱ 。 ｙ Ｌａ ｓ ＭＩ Ｈｙ ｂ ｉｄ ｒ Ｗｅ ｌ ￣ ｇ Ｈｅ ａ ｄ
所示 。
目前对铝合金的焊接多采用Ｔ Ｉ Ｃ 、Ｍ Ｉ Ｇ 等方法 ，
采用这些熔焊方法不仅效率低 、焊件变形大 ，
而且焊接缺陷较 多 ，大大限制了其在工业上 的
应用 。激光一 电弧复合焊作为当前最具发展潜 力的轻合金熔 焊技术 ，是集激光与电弧 的优点 于一身 ，具有 焊速快 、焊件形变小 、熔深大 、 焊缝成分可调 等优点 ，在车身结构制造 中具有 广阔的应用前景。 本文采用光纤激光与Ｍ Ｉ Ｇ 电弧复合作用 ，对 Ａ 】 系铝合金６ ０ ６ １ － ＇ Ｉ ＇ ６ ￣厚板进行焊接试验。
Ｍｎ
０． １ ５ Ｏ． ０ ５～ Ｏ ＿ ２ Ｏ
Ｍｇ
０ ． ８ ０ －１ ． ２ ０ ４ ． ５ Ｏ ～ ５ ． ５ Ｏ
Ｃ ｒ
０． Ｏ ４ ～ Ｏ３５ Ｏ． Ｏ５ ～ Ｏ ． ２Ｏ
Ｚ ｎ
Ｏ ． ２ ５ ≤Ｏ ． １ Ｏ
Ｔ ｉ
Ｏ ． １ ５ Ｏ ． Ｏ ６ Ｏ ． ２ Ｏ
＝
１ ． ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，ｖ 送 － ６ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，离焦量 一 ｌ ｍ ｍ，纯Ａ ｒ 保
通过拉伸试验 、断 口形貌 、金相组织以及显微 硬度等来深入研究复合焊接头 的组织与性 能 ，
护气 的流量为１ ５ ０ ｌ Ｊ ｒ ｎ ｉ ｎ 。此外 ，为防止铝合金表 面反射出的激光对光纤 的损伤 ，激光束偏移试
等缺 陷严重影 响焊接结构的力学性 能 ；焊缝组织主要是等轴 晶和柱状晶 ；接头拉伸断 口上分布着
许多尺 寸较小、形貌相近的等轴韧窝。 关键词 ：激光一 ＭＩ Ｇ 复合焊 ；６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金 ；焊缝组织 ；断 口形貌 ｉ软化
序 言
近年来 ，６ ０ ６ １ 铝合金以其优 良的综合性能，
１ ． ２ 试 验方 法
焊前对母材进行化学除油 、机械去氧化膜
处理 ，并且置于干燥箱中保温 ，对母材开设４ ５ 。
坡口，钝边３ Ｈ ｌ Ｉ Ｔ Ｉ 。在口 Ⅵ — ４ ０ ０ ０ 光纤激光器和
Ｆ ｍ ｎ ｉ ｕ ｓ Ｔ Ｐ Ｓ ４ ０ ０ ０ Ｍ Ｉ Ｇ 复合焊平台上进行对接焊 ， 优化的焊接参数为 ：Ｐ 澈 － ３ ． ８ ｋ Ｗຫໍສະໝຸດ Ｉ ￣＝ １ ４ ０ Ａ，ｖ 蝉 接
Ａ ｌ
Ｂａ ｌ Ｂａ １
作者简介 ： 徐 晓波 （ １ ９ ８ ７ 一 ）．男，合肥工业大学材料科学与工程学 院硕士研究生 ，研究方向：焊接结构工程可靠性 。
现代焊接 ２ ０ １ ３ 年第３ 期 总第１ ２ ３ 期 Ｊ 一２３
板的法向约１ ０ 。，电弧偏移法线约２ ０ 。 ，为了保
为材料 的实际生产应用提供参考。
材料
５ ０ ６ｌ — Ｔ６ ＥＲ５ ３ ５ ６
Ｓ ｉ
０ ． ４ ０ ～ ０ ． ８ ０ ≤０ ． ２ ５
Ｆ ｅ
Ｏ ． ７ Ｏ ≤０ ． ０ ４
Ｃ Ｕ
０ ． １ ５ － ０ ． ４ ０ ≤０ ． １ Ｏ
文厂 徐晓波’徐道荣’孙玉萍’吴ａ － ｉ ｌ ｌ （ １ 一 合肥工业大学材料科学与工程学院； ２ 一 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 ）
摘 要 ：本文利 用万能材料试验机 、金相显微镜 、扫描 电镜及显微 硬度计等分析６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金 激光一 ＭＩ Ｇ 复合 焊接头 的组织与性能。研究结果表明 ，复合焊接头的抗拉 强度为１ ６ ５ ＭＰ ａ ，是母材 强度的５ ７ ％：焊缝区的显微硬度是母材 的６ ５ ％，存在 明显 的接头软 化现象。焊接气孔 、接头软化
在交通运载工具的轻量化设计中得到广泛应用 。
１ 试验材料及方法
１ ． １ 试 验材 料
材料为６ ｍ ｍ厚Ｔ ６ 态的６ ０ ６ １ 铝合金轧制板材，
常温抗拉强度为２ ９ ０ Ｍ Ｐ ａ 。填充焊丝型号为Ｅ Ｒ ５ ３ ５ ６ ， 直径 １ ． ２ ｍ ｍ。母材及填充焊丝的化学成分如附表
６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金激光一 Ｍ Ｉ Ｇ复合焊接头 的组织与性能
ｉ Ｇ ∞ｓ Ｇ 衄鸸 ａ 皿 ｄ Ｐ ＠ ＠ ｓ ｏ ｆ ６ ０ ６ １ 一 Ｔ６ Ｉ 蚴 ｉ 删 皿 Ａｌ Ⅱ 。 ｙ Ｌａ ｓ ＭＩ Ｈｙ ｂ ｉｄ ｒ Ｗｅ ｌ ￣ ｇ Ｈｅ ａ ｄ
所示 。
目前对铝合金的焊接多采用Ｔ Ｉ Ｃ 、Ｍ Ｉ Ｇ 等方法 ，
采用这些熔焊方法不仅效率低 、焊件变形大 ，
而且焊接缺陷较 多 ，大大限制了其在工业上 的
应用 。激光一 电弧复合焊作为当前最具发展潜 力的轻合金熔 焊技术 ，是集激光与电弧 的优点 于一身 ，具有 焊速快 、焊件形变小 、熔深大 、 焊缝成分可调 等优点 ，在车身结构制造 中具有 广阔的应用前景。 本文采用光纤激光与Ｍ Ｉ Ｇ 电弧复合作用 ，对 Ａ 】 系铝合金６ ０ ６ １ － ＇ Ｉ ＇ ６ ￣厚板进行焊接试验。
Ｍｎ
０． １ ５ Ｏ． ０ ５～ Ｏ ＿ ２ Ｏ
Ｍｇ
０ ． ８ ０ －１ ． ２ ０ ４ ． ５ Ｏ ～ ５ ． ５ Ｏ
Ｃ ｒ
０． Ｏ ４ ～ Ｏ３５ Ｏ． Ｏ５ ～ Ｏ ． ２Ｏ
Ｚ ｎ
Ｏ ． ２ ５ ≤Ｏ ． １ Ｏ
Ｔ ｉ
Ｏ ． １ ５ Ｏ ． Ｏ ６ Ｏ ． ２ Ｏ
＝
１ ． ８ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，ｖ 送 － ６ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ，离焦量 一 ｌ ｍ ｍ，纯Ａ ｒ 保
通过拉伸试验 、断 口形貌 、金相组织以及显微 硬度等来深入研究复合焊接头 的组织与性 能 ，
护气 的流量为１ ５ ０ ｌ Ｊ ｒ ｎ ｉ ｎ 。此外 ，为防止铝合金表 面反射出的激光对光纤 的损伤 ，激光束偏移试
等缺 陷严重影 响焊接结构的力学性 能 ；焊缝组织主要是等轴 晶和柱状晶 ；接头拉伸断 口上分布着
许多尺 寸较小、形貌相近的等轴韧窝。 关键词 ：激光一 ＭＩ Ｇ 复合焊 ；６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金 ；焊缝组织 ；断 口形貌 ｉ软化
序 言
近年来 ，６ ０ ６ １ 铝合金以其优 良的综合性能，
１ ． ２ 试 验方 法
焊前对母材进行化学除油 、机械去氧化膜
处理 ，并且置于干燥箱中保温 ，对母材开设４ ５ 。
坡口，钝边３ Ｈ ｌ Ｉ Ｔ Ｉ 。在口 Ⅵ — ４ ０ ０ ０ 光纤激光器和
Ｆ ｍ ｎ ｉ ｕ ｓ Ｔ Ｐ Ｓ ４ ０ ０ ０ Ｍ Ｉ Ｇ 复合焊平台上进行对接焊 ， 优化的焊接参数为 ：Ｐ 澈 － ３ ． ８ ｋ Ｗຫໍສະໝຸດ Ｉ ￣＝ １ ４ ０ Ａ，ｖ 蝉 接
Ａ ｌ
Ｂａ ｌ Ｂａ １
作者简介 ： 徐 晓波 （ １ ９ ８ ７ 一 ）．男，合肥工业大学材料科学与工程学 院硕士研究生 ，研究方向：焊接结构工程可靠性 。
现代焊接 ２ ０ １ ３ 年第３ 期 总第１ ２ ３ 期 Ｊ 一２３
板的法向约１ ０ 。，电弧偏移法线约２ ０ 。 ，为了保
为材料 的实际生产应用提供参考。
材料
５ ０ ６ｌ — Ｔ６ ＥＲ５ ３ ５ ６
Ｓ ｉ
０ ． ４ ０ ～ ０ ． ８ ０ ≤０ ． ２ ５
Ｆ ｅ
Ｏ ． ７ Ｏ ≤０ ． ０ ４
Ｃ Ｕ
０ ． １ ５ － ０ ． ４ ０ ≤０ ． １ Ｏ
文厂 徐晓波’徐道荣’孙玉萍’吴ａ － ｉ ｌ ｌ （ １ 一 合肥工业大学材料科学与工程学院； ２ 一 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 ）
摘 要 ：本文利 用万能材料试验机 、金相显微镜 、扫描 电镜及显微 硬度计等分析６ ０ ６ １ 一 Ｔ ６ 铝合金 激光一 ＭＩ Ｇ 复合 焊接头 的组织与性能。研究结果表明 ，复合焊接头的抗拉 强度为１ ６ ５ ＭＰ ａ ，是母材 强度的５ ７ ％：焊缝区的显微硬度是母材 的６ ５ ％，存在 明显 的接头软 化现象。焊接气孔 、接头软化
在交通运载工具的轻量化设计中得到广泛应用 。
１ 试验材料及方法
１ ． １ 试 验材 料
材料为６ ｍ ｍ厚Ｔ ６ 态的６ ０ ６ １ 铝合金轧制板材，
常温抗拉强度为２ ９ ０ Ｍ Ｐ ａ 。填充焊丝型号为Ｅ Ｒ ５ ３ ５ ６ ， 直径 １ ． ２ ｍ ｍ。母材及填充焊丝的化学成分如附表