焊接工艺对6005A铝合金激光_MIG复合焊焊缝成形的影响

焊接铝合金

ResearchPaper　试验研究　焊接

焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG

复合焊焊缝成形的影响

清华大学机械工程系先进成形制造教育部重点实验室(北京市　100084)　　雷　祥　单际国　郑世卿

陈武柱　任家烈　　　　

摘要　采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、

MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、MIG。激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,,缝成形。

关键词:　6005A2IG　焊缝表面成形0　前　　言

轻量化是高速列车车体制造技术发展的趋势,

6005A铝合金是目前车体制造中使用焊接技术最多的合金之一。为适应其在工业上更大规模应用的需求,可靠、可重复、高生产率的焊接技术的发展成为急需解决的问题。

由于铝合金化学性质活泼、热膨胀系数高等原因,

[2]

其熔焊存在很大难度。传统交流MIG电弧焊因为热输入大和变形严重而不能够满足目前生产的要求。

[4]

搅拌摩擦焊能够避开铝合金熔焊过程中的很多困难,但其焊接结构的形式比较单一,效率较熔焊低,不利于广泛应用。激光焊具有速度快、热输入小且可精确控制、效率高和易实现自动化等特点,因此成为铝合金焊接中最有应用前景的工艺方法之一。但是铝合金表面对激光的反射率很高,需要较高的激光功率才能够

[6][7]

实现小孔焊接。根据已有研究,焊缝凝固裂纹是6000系列铝合金焊接中的主要缺陷之一,一般通过向焊缝填充金属改善焊缝成分才能够从根本上改善凝固

合金

6005A母材ER5356焊丝

Mg0.554.90

Si0.580.13

Mn0.1500.057

Cr0.1200.065

[5]

[3]

[1]

裂纹。由于激光焊的特点,填丝方式的不当可能会造成焊接过程的不稳定,预涂粉末容易向焊缝引入杂质、送粉容易造成气孔等问题,而激光填丝焊对装卡和送丝系统要求较高,不适于较大结构的长焊缝焊接。采用MIG电弧在前的复合焊接能够实现提高对激

[8]

光吸收率的同时较方便地向焊缝填充金属。通过较小电流的MIG电弧与激光复合焊接可能是实现6005A铝合金高效、可靠焊接的工艺方法。焊缝成形是焊接工艺需要解决的首要问题,文中就复合焊接的工艺参数对焊缝成形质量(包括焊缝“熔透程度”和“焊缝表面成形”两个方面)的影响规律进行了系统研究,研究结果对铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺的制定具有指导意义。1　试验方法

试验采用从变形铝合金6005A型材上截取厚度为2.5mm的板材作为试板。依据MIG电弧焊中的焊丝

[9]

选择原则,采用直径为1.2mm的ER5356铝合金焊

[10]

丝。母材和焊丝的化学成分如表1所示。

Ti0.020.11

Cu0.1300.011

Fe0.130.12

<0.13Zn

表1　母材和焊丝的化学成分(质量分数,%)

余量余量

收稿日期:2008-05-19