1420铝锂合金激光焊接接头拉伸性能分析

针对2.5 mm厚1420铝锂合金板材,研究了修饰焊和焊后热处理对激光焊接接头拉伸性能的影响,并且分析了轧制方向对接头拉伸性能的作用.试验结果表明:修饰焊对接头拉伸性能影响不大,但可明显改善焊缝成形,减少焊缝缺陷;热处理工艺对接头的拉伸性能影响最大,能显著提高接头的抗拉强度;轧制方向对接头的拉伸性能没有影响.     

1420铝锂合金激光焊接特性研究

对3mm厚的1420铝锂合金进行了激光焊接试验。发现用3kWCO2激光,在激光功率密度未达到一般铝合金激光深熔焊阈值情况下,对1420铝锂合金却可获得较好的深熔焊效果,接头抗拉强度可达母材的80%,并分析了焊接效果和气孔形成机理。     

1420铝锂合金激光焊接气孔形成机理

1420铝锂合金与传统的2000、7000系列铝合金相比，密度低12％，弹性模量高8％左右，具有优异的抗腐蚀性和高温性能。激光焊接作为一种快速高效的焊接方法，在焊接1420铝锂合金时存在一个问题，即具有严重的气孔倾向。针对1420铝锂合金激光焊接中气孔产生的原因进行了比较系统的分析。分析认为，表层物质是焊接过程中氢的主要来源，一定要采用适当的方法进行彻底的清除，而Mg、Li等合金元素不仅增加了熔池吸氢倾向，还增加了匙孔末端的不稳定性，应该采用合适的熔透模式，改善熔池的流动，将这种不稳定性降到最低。     

1420铝锂合金激光焊接接头疲劳性能分析

以厚2.5mm的1420铝锂合金板材作为试验对象，针对激光焊接工艺方法中容易影响疲劳性能的焊后热处理工艺进行了研究，并分析了这个因素对接头疲劳性能的影响。试验结果表明：热处理工艺对接头的疲劳性能影响最大，热处理工艺选择不当，能使疲劳性能明显下降。     

1420铝锂合金激光焊接的研究

对1420铝锂合金激光焊接中存在的主要缺陷产生的原因进行了系统的分析。重点阐述了激光焊接工艺参数对其焊缝成形和过程不稳定性的影响。     

1420铝锂合金激光焊接气孔抑制技术

分别采用气体和固体两种类型、三台激光器对1420铝锂合金消除气孔的焊接工艺进行了试验研究.结果表明,1420铝合金表面氧化膜对产生气孔有很大影响,化学清理可以获得气孔较少的焊缝.保护气体种类、气体流量、焊接速度对1420铝锂合金气孔都有影响.适宜的双激光束焊接工艺可以获得成形美观且无气孔的优质1420铝锂合金焊缝,是1420铝锂合金焊接较为理想的焊接工艺.     

1420铝锂合金双光点激光焊接头成形

在对2 mm厚1420铝锂合金开展双光点激光焊接试验的基础上,研究了激光功率、焊接速度、离焦量等焊接参数和光点间距、排列位向角度、能量分配等双光点调节参数与焊接接头成形特征的关系;对比分析了单、双光点激光焊接参数和接头成形特点.结果表明,1420铝锂合金双光点激光焊接参数阈值范围较单光点激光窄;光点间距对接头成形的影响大小取决于光点能量分布;光点能量分布在40/60和60/40时,接头成形较好;光点位向由串行排列到并行排列过程中,接头正面熔宽增加,熔深减小.     

1420铝锂合金双光点激光焊接头组织性能

在2mm厚1420铝锂合金双光点激光焊接试验的基础上,研究接头的组织与性能。对比分析单、双光点激光焊接头各区域的组织、显微硬度及室温拉伸力学性能,并观察断口形貌。结果表明:1420铝锂合金双光点激光焊接头组织与单光点激光焊接头组织分布类似,从熔合区至焊缝中心依次是等轴细晶、柱状晶和等轴树枝晶,但较单光点接头细化;双光点激光焊接头各区域硬度低于母材,但高于单光点激光焊接头;双光点激光焊接头焊态抗拉强度较母材下降,但略高于单激光焊接头,可达母材的86%。     

2091铝锂合金焊接接头的热处理强化

对２０９１铝锂合金接头弱化的原因进行了分析，研究了焊后热处理对２０９１合金接头强度的影响，提出了分级固溶时效处理化铝锂合金焊接接头的新方法。研究表明对铝锂合金接头进行分级固溶时效处理，可以有效提高强度，改善塑性。     

2A97铝锂合金激光焊接特性

对厚度为2.0 mm的2A97铝锂合金进行了无填丝的激光焊接试验.通过拉伸试验、显微硬度计、光学显微镜以及扫描电镜研究了不同焊接热输入(激光功率、焊接速度)下焊接接头组织和性能.结果表明,随焊接热输入的增加,焊接接头系数增大,该厚度下2A97薄板最佳的焊接热输入为0.9~0.95 kJ/cm,此时接头系数可达到0.8左右.焊缝中的柱状晶分布区是强度最低区域,随焊接热输入的降低,焊缝区域中粗大的柱状晶所占比例增大,同时有伴随大量气孔出现,导致接头系数降低.     

1420铝锂合金动态低应力无变形焊接技术

针对1420铝锂合金平板对接和T形穿透焊接结构,开展了动态低应力无变形(DC-LSND,dynamically controlled low stress non-deformation)焊接技术的可行性研究;通过与常规TIG焊进行焊接应力和变形、接头组织以及拉伸性能的对比,分析了该技术实现应力和变形控制的原因.结果表明,采用动态低应力无变形焊接1420铝锂合金平板对接结构,能够有效地减小焊接应力和变形,并且对接头的拉伸性能没有影响,同时采用该技术可实现铝锂合金T形接头穿透焊的应力和变形的控制.     

钛合金薄板激光焊接技术研究

通过对BT20，TC4等钛合金板材YAG，CO2激光焊接试验，分析了钛合金激光焊接常见缺陷和防止措施，研究了焊前清理、焊接过程中气体保护、激光焊接工艺参数选择及焊后处理对焊接接头力学性能的影响。     

1420铝锂合金表面氧化膜特征分析

采用多种分析方法对1420铝锂合金表面氧化膜进行了分析。结果表明合金表面富集了元素Li和Mg，且表面主要为由Li和Mg的氧化物组成的疏松氧化膜，其厚度约为0.05mm。合金表面氧化膜的形成与温度密切相关，氧化膜从300℃开始形成速度较快，400℃以上迅速扩展并形成连续的氧化膜，且氧化膜的形貌发生明显变化。     

5052铝合金光纤激光焊工艺

采用1 000 W单模光纤激光器对1 mm厚的5052铝合金进行焊接,对激光功率、焊接速度、离焦量三因素进行正交试验,得到最佳工艺参数为功率900 W,焊接速度100 mm/s,离焦量2 mm。对焊接接头进行拉升试验,结果表明,最佳工艺参数条件下焊接强度达到282 MPa,达到母材强度的72%。进一步对焊缝截面进行分析,焊缝完全熔透、内部无气孔且无材料缺失的情况下,焊接接头强度最高。     

非磁性合金激光焊旋转磁场搅拌机理

详细地研究了激光焊非磁性材料时,熔池液态金属的电磁搅拌机理;探讨了旋转磁场对激光焊接Al-12Si合金显微组织的影响.结果表明,尽管激光束既无磁性又非导体,Al-12Si合金为非磁性材料,但旋转磁场能改变液态Al-12Si合金的运动状态,产生磁搅拌作用,细化晶粒、消除焊接缺陷.对于激光焊,旋转磁场切割焊接熔池中的液态金属,液态金属中产生感生电流,带电的液态金属受到电磁力的作用使熔池中液态金属产生旋转运动.磁场的旋转速率越高,液态金属受到的电磁搅拌作用力越强.