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铝合金激光焊接试验引言现代交通运输工程中，铝合金因具有比重轻，塑性好，易于加工成型，无低温脆性转变及耐大气腐蚀等优点，得到越来越广泛的应用。
由于铝台金表面容易形成难溶的氧化膜，在传统的焊接技术下，其焊接性能很差，同时铝合金的连接方法限制了其更深入的应用。
铝合金的激光焊接是一种较为先进的焊接技术，体现在激光焊接速度快、变形小，可以有效减少传统焊接方法不可避免的未融合、气孔、裂纹等缺陷[1-2]。
文中试验研究所用材料的型号为2 024和7 075铝台金，采用1 000 W大功率半导体激光器与传统的c02激光器和Nd：YAG激光器相比。
半导体激光波长短，(800-980 nm)，更有利于金属的吸收，电光转换效率高，一般在30％以上‘”，体积紧凑，工作寿命长而且不须要额外的维护，运行成本低。
因此，研究半导体激光器对铝合金的焊接，具有较大的工程意义和应用价值。
铝合金激光焊接难点1 铝合金对激光的表面反射和高导热性铝合金具有对激光高的反射率。
由于铝合金中存在密度很大的自由电子，自由电子受到光波的强烈的电磁波的强迫震动而产生次波，从而造成强烈的反射波和比较弱的透射波，而透射波又在很薄的铝合金表层被吸收，因而铝合金表面对激光具有较高的反射率，吸收率很小。
铝合金对C0 激光束的反射率可达96％，对Nd：YAG激光束的反射率也接近80％ll，31。
同时，铝合金自身具有高的热导性，其热导率在室温下为普通中碳钢的3倍。
因此铝合金的激光焊接要求极高的功率密度(约为钢铁材料的5倍)，即对激光器的输出功率和光束位置要求极高。
此外，还必须采取适当的T艺措施来提高其对激光束的吸收率。
铝合金的表面状态影响铝合金对激光的吸收，表面粗糙、表面涂层、表面阳极氧化会增大吸收。
增加吸收的涂层物质有碳黑、氧化钛、二氧化硅、硅酸钠、硅酸钾等。
此外，化学反应吸收层如磷酸锰、磷酸锌、磷酸铁等磷化处理措施同样可增加吸收。
实验证明，对3 mm厚的A6063铝合金，当表面形成一层薄的氧化膜时，比l 1TIIYI厚的表面光洁的A6063铝合金对激光的吸收率显著增大。
2008年第27卷9月第9期机械科学与技术M echanical Science and Technol ogy f or Aer os pace Engineering Sep tember Vol .272008No .9收稿日期:20070929作者简介:徐韦锋(1982-),博士研究生,研究方向为铝合金搅拌摩擦焊接工艺和数值模拟,x wf198216@徐韦锋厚板铝合金搅拌摩擦焊温度场的检测与分析徐韦锋1,刘金合1,栾国红2,董春林2,唐建宇1,李 光2(1西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室,西安 710072;2中国搅拌摩擦焊接中心,北京 100024)摘 要:在焊缝中埋入热电偶,检测了厚板铝合金搅拌摩擦焊缝不同特征点的温度变化曲线,获得了厚板铝合金搅拌摩擦焊温度分布的规律。
检测结果表明:旋转速度ω和焊接速度v 的比值(ω/v )越大,特征点峰值温度越高,同一位置前进侧的特征点峰值温度高于后退侧15℃左右。
焊缝厚度方向温度曲线在升温过程中,65s 前曲线的斜率基本相同,65s 后上表面的曲线斜率最大。
在降温过程中,上表面的降温快于下表面,130s 后上表面温度低于下表面。
关 键 词:搅拌摩擦焊;温度检测;热电偶中图分类号:TG439.8 文献标识码:A 文章编号:100328728(2008)0921159204Te mperature M easur i n g and Analysis for Fri cti on 2sti r W elded Thi ck Pl ateXu W eifeng 1,L iu J inhe 1,Luan Guohong 2,Dong Chunlin 2,Tang J ianyu 1,L i Guang2(1Shaanxi Key Laborat ory of Fricti on W elding Technol ogies,North western Polytechnical University,Xi ′an 710072;2China FS W Center,Beijing 100024)Abstract:By means of e mbedding ther mocoup le in the welding sea m ,the te mperature of thick alu m inum p late is measured .The varying temperature curves in the welding thick p lates are obtained,and the app r oxi m ate la w of te mperature field distributi on is deter m ined .The measured results indicates that the greater the rati o of r otary s peed t o the s peed of welding travel (ω/v )is,the higher the te mperature of characteristic point is .The peak te mperature in the advancing side is 15℃higher than that in the retreating side .During te mperature increasing,the sl ope of the te mperature curve al ong the thickness directi on before 65s is si m ilar,while after 65s,the sl ope of the up side te m 2perature curve is the highest .Te mperature of the up side decreases more quickly than that of the bott om and after 130s,the te mperature of the up 2surface is l ower than that of the down 2surface .Key words:fricti on stir welding (FS W );te mperature measuring;ther mocoup le 搅拌摩擦焊接(fricti on stir welding,FS W )是英国焊接研究所1991年发明的一种新型的连接技术。
2060铝锂合金薄板激光深熔焊流场形态及焊缝特征分析孙小峰;范喜祥;占小红;康悦【摘要】采用激光深熔焊接技术,对厚度为2mm的2060铝锂合金进行平板对接激光深熔焊接试验,并开展焊接熔池形貌仿真模拟研究.建立了焊接结构的热流耦合模型,并进行了相关的试验校核.在此基础上,开展了不同工艺参数条件下的流场仿真.基于仿真结果分析了不同激光功率和焊接速度对熔池形貌的影响.研究结果表明,激光功率、焊接速度等参数对熔池匙孔有显著影响.%The welding test of 2060 aluminum alloy with a thickness of 2mm was carried out by laser deep penetration welding and the numerical simulation of flow field morphology was researched.The heat flow coupling model of the welded structure was established and the relevant experimental verification was conducted.Based on the heat flow coupling model,the simulation of the flow field under different process parameters was analyzed.Based on the simulation results,the effects of different laser power and welding speed on the morphology of molten pool were analyzed.The results show that the laser power,welding speed and other parameters have a significant impact on the pool key.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)020【总页数】6页(P49-53,59)【关键词】2060铝锂合金;激光深熔焊;流场;匙孔【作者】孙小峰;范喜祥;占小红;康悦【作者单位】中国商飞上海飞机制造有限公司,上海200436;中航飞机股份有限公司模具锻铸厂,西安700089;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京211106;南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京211106【正文语种】中文铝锂合金以超高的比强度，成为理想的航空航天结构材料，在减重、长寿命、高服役性能等要求越来越高的现代航空航天器制造领域拥有良好的应用前景[1-6]。
6061-T6中厚板铝合金激光焊接工艺研究针对6mm厚6061-T6铝合金试板做了大功率激光焊接试验，从焊接稳定性入手，分别讨论了离焦量、焊接速度、保护气体流量以及激光功率对激光焊接的影响，确定了中厚板铝合金在大功率激光焊接条件下的最佳激光焊接工艺参数。
最后，利用Simufact Welding软件针对试验结果进行了模拟验证。
结果表明：在采用氩气作为保护气体的条件下，最佳气流量范围为20L/min～25L/min。
在离焦量为-6mm～-4mm时，焊缝的熔深与焊接的稳定性均达到一个较好水平。
中厚板铝合金激光焊接难以得到临界焊透焊缝，往往表现为“透则漏”，因此容易得到部分焊透焊缝，此时小孔的稳定性最差，而全熔透焊的稳定性相对较好。
關键词：激光焊接;焊接角度;数值模拟;气孔率;力学性能6061-T6铝合金具有优良的焊接特性、良好的抗腐蚀性、韧性高且加工性能优异、氧化效果极佳等优良特点，逐渐替代了传统的钢材，广泛应用于电子、精密仪器、通讯以及航天领域[1-3]。
激光焊接是一种先进的连接技术，具有热输入小，变形小等优势。
但是由于深熔焊焊接过程铝合金材料对激光反射率高，激光能量吸收率很低、合金元素烧损严重，焊接过程不稳定，以及铝合金本身特殊的物理性质使得这种工艺还不成熟，焊接时存在着易产生焊缝下塌和气孔缺陷等问题[4-7]。
本文采用6mm厚的6061-T6中厚铝板铝合金材料，进行单因素激光焊接试验，研究不同的焊接工艺参数对激光焊接焊缝成形和焊缝质量的影响，优化中厚板铝合金激光焊接工艺参数，总结工艺参数与焊接接头形状的关系，并对接头的金相组织与力学性能进行观察与测试得出接头形状与金相组织及力学性能的相关性。
1 试验材料及方法试验材料为板厚6mm的6061-T6铝合金，化学成分如表1，实验板的尺寸为。
试验采取氩气为保护气体，通过控制单因素变量进行试验。
激光器是YLR-6000光纤激光器，激光焊接实验中保护气嘴与试验板表面法线的夹角为，距离实验板表面为5mm，焊接前用带有丙酮的棉布将实验板的表面擦拭干净，防止污染实验板，影响试验结果，焊接过程中保持激光垂直照射在焊板上。
