鑄造鋁合金ZL114為研究對象,研究了光纖激光-惰性氣體熔化極電弧(MIG)復合焊接中厚板鋁合金的工藝特性。結(jié)果表明,在未開坡口的情況下,光纖激光-MIG復合焊接技術(shù)可以1mmin-1的焊接速度一次焊透8mm鑄造合金鋁管ZL114,并且焊縫拉伸強度高于母材,斷裂方式為脆性斷裂。焊接方向,離焦量和焊接速度對焊接熔深的影響方式各不相同;焊接方向不同時,為了便于激光束焊接高反射率的鋁合金,研究了激光-MIG復合焊方法中激光與電弧前后位置對焊縫成形的影響。激光入射角度在電弧和激光束前后相對位置不同情況下,分別對應不同的焊縫成形機制會對焊縫的表面和內(nèi)部成形產(chǎn)生比較大的影響,激光束在前電弧在后,焊縫上表面成形均勻飽滿;而電弧在前激光束在后,焊縫表面會出現(xiàn)傾斜溝槽。通過對焊縫不同位置進行EDX和微觀硬度分析可以明顯發(fā)現(xiàn)兩種情況下Mg元素含量從焊縫上表面到底部依次增加,但硬度分布略有差別:激光在前電弧在后焊縫上部的硬度小于底部,而電弧在前激光在后焊縫上部的硬度大于焊縫的底部。
對合金鋁管施焊之后的焊縫表面及其兩側(cè)會有一層黑色物質(zhì),通過EDX分析可以確定為鋁、鎂的氧化物。小孔處于液態(tài)金屬部分的深度不同而影響激光吸收效率,電弧壓縮傾向不同影響復合焊接功率密度而影響復合焊接熔深。由于熔池表面下凹,改變了激光焦點相對熔池表面的離焦量,影響了激光束在熔池表面的功率密度而影響焊接熔深。當復合焊接速度超過上臨界速度時會引起小孔不穩(wěn)定而影響焊縫熔深。推薦使用(MIG+Laser)的焊接方向,推薦使用負的離焦量,復合焊接時,激光功率為4kW時的上臨界速度為1mmin-1。
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