鋁合金由于具有密度小、耐蝕性好、比強(qiáng)度高、成型性能好等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、船舶、軌道交通等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。相對(duì)于普通激光焊接方法,負(fù)壓激光焊接能夠抑制焊接過程中產(chǎn)生的等離子體金屬蒸氣羽煙,從而增大焊縫熔深,同時(shí)穩(wěn)定焊接過程并降低焊縫中的焊接缺陷,因此在大厚板成型連接加工上具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)厚度為30 mm的5083鋁合金進(jìn)行了負(fù)壓激光焊接研究,采用模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究了降低環(huán)境壓力對(duì)鋁合金激光焊接焊縫成形及氣孔缺陷的影響規(guī)律,對(duì)比分析了不同環(huán)境壓力下激光深熔焊的小孔動(dòng)態(tài)行為及熔池流動(dòng)特征及其對(duì)最終焊縫成形及氣孔缺陷的影響,并分析了促進(jìn)負(fù)壓激光焊接焊縫熔深增大的機(jī)理及負(fù)壓抑制氣孔缺陷的原因,為優(yōu)化焊接工藝提高鋁合金的激光焊接質(zhì)量提供了參考依據(jù)。本文首先進(jìn)行了鋁合金激光焊接實(shí)驗(yàn)研究,采用回歸分析研究了激光功率、環(huán)境壓力對(duì)焊縫熔深、焊縫深寬比及焊縫縱截面氣孔率的影響規(guī)律。結(jié)果表明,在其他工藝條件均相同的條件下,當(dāng)環(huán)境壓力一定時(shí),焊縫熔深隨激光功率增大而增大;當(dāng)激光功率一定時(shí),焊縫熔深隨環(huán)境壓力降低而增大。環(huán)境壓力一定時(shí),隨著激光功率增大,焊縫深寬比變化取決于激光能量增大引起的焊縫... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

焊縫熔深隨環(huán)境壓力變化

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1-1焊縫熔深隨環(huán)境壓力變化Fig.1-1Pressuredependenceofthepenetrationdepth[22]為了研究真空和負(fù)壓對(duì)焊縫熔深及焊縫形貌的影響，姜夢(mèng)等人[26]采用光纖激光器對(duì)板厚為20mm的A5083鋁合金進(jìn)行了不同環(huán)境壓力下的激光焊接實(shí)驗(yàn)，其中不同環(huán)境壓力下的焊縫橫截面形貌如圖1-2所示。從圖中可以看出，隨著環(huán)境壓力降低，焊縫熔深顯著增大，在其它條件相同的情況下，當(dāng)環(huán)境壓力從101kPa降低到0.01kPa時(shí)，焊縫熔深從4.16mm增大到14.96mm，達(dá)到常壓下的3.5倍，且焊縫橫截面形狀由傳統(tǒng)的倒梯形轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫羞叄缚p深寬比顯著增大。圖1-2A5083鋁合金激光焊接焊縫橫截面形貌隨環(huán)境壓力變化[26]Fig.1-2CrosssectionoftheweldinfiberlaserweldingofA5083aluminumalloyunderdifferentambientpressures

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文5圖1-3小孔前壁局部蒸發(fā)導(dǎo)致小孔不穩(wěn)定及氣孔形成示意圖Fig.1-3Schematicillustrationsofporosityformationcausedbykeyholeinstabilityduetolocalizedevaporation[35]圖1-4不同環(huán)境壓力下焊縫縱截面氣孔缺陷[20]：（a）常壓；（b）103Pa；（c）101Pa；（d）10-1Pa；（e）10-3PaFig.1-4Poredefectsinthelongitudinalsectionoftheweldunderdifferentambientpressures:(a)atmosphericpressre;(b)103Pa;(c)101Pa;(d)10-1Pa;(e)10-3PaCai等人[20]對(duì)比分析了A5083鋁合金在常壓和負(fù)壓下進(jìn)行激光焊接的氣孔缺陷，圖1-4所示為不同環(huán)境壓力下焊縫縱截面氣孔分布情況。由圖可以看出環(huán)境壓力對(duì)鋁合金激光焊接的氣孔缺陷具有非常重要的影響，常壓下（圖1-4(a)）


本文編號(hào)：3359276