A6N01S-T5作為高強度可熱處理鋁合金,其具有低密度、高強度、易加工成形等優(yōu)良的綜合物理性能,現(xiàn)被用于高速列車的車體制造。相比于傳統(tǒng)電弧焊接方法,激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)作為新型焊接技術(shù),結(jié)合了激光與電弧兩種熱源的特性,具有焊接速度快、材料熱損傷小、焊接變形小、焊縫表面成形好等優(yōu)點,因此在高速列車車體鋁合金的焊接中具有較強的應(yīng)用前景。目前的研究表明,鋁合金材料在激光焊接過程中存在氣孔缺陷,尤其是在非熔透類的焊縫中氣孔率較高,這類氣孔缺陷的產(chǎn)生與激光焊接過程中的匙孔穩(wěn)定性密切相關(guān)。隨著光束成形技術(shù)的發(fā)展,通過對激光熱源施加旋轉(zhuǎn),可以使匙孔處于較為穩(wěn)定的狀態(tài),從而改善匙孔穩(wěn)定性。如何在發(fā)揮旋轉(zhuǎn)激光-電弧復(fù)合焊接優(yōu)勢的情況下,改善鋁合金激光焊接過程中工藝型氣孔缺陷問題是本文研究的重點。本文通過高速攝像機對A6N01S-T5鋁合金焊接過程進行監(jiān)測,對比了旋轉(zhuǎn)激光-電弧復(fù)合焊接與常規(guī)激光-電弧復(fù)合焊接兩種焊接方法下匙孔穩(wěn)定性,主要觀察并統(tǒng)計了匙孔的周期性變化,如閉合次數(shù)、飛濺特征、開口直徑變化、電流電壓等相關(guān)數(shù)據(jù)。通過研究發(fā)現(xiàn),相同時間周期內(nèi),旋轉(zhuǎn)激光匙孔比常規(guī)激光匙孔的閉合次數(shù)更少;旋轉(zhuǎn)激光... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文背景及研究意義
    1.2 激光與激光焊接的原理
        1.2.1 激光-電弧復(fù)合焊接的提出
        1.2.2 激光與電弧的相互作用
        1.2.3 熔滴過渡行為
        1.2.4 小孔與熔池動態(tài)行為
    1.3 鋁合金激光-電弧復(fù)合焊接時的氣孔缺陷
        1.3.1 鋁合金焊接氣孔缺陷分類
        1.3.2 匙孔的穩(wěn)定性
        1.3.3 匙孔坍塌模型
        1.3.4 匙孔型氣孔的產(chǎn)生
    1.4 擺動激光及其復(fù)合焊接研究現(xiàn)狀
        1.4.1 擺動激光焊接方法的提出
        1.4.2 國內(nèi)外綜述簡析
    1.5 論文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料與方法
    2.1 試驗材料
    2.2 焊接設(shè)備及工藝
        2.2.1 焊接設(shè)備
        2.2.2 焊接方法及工藝
    2.3 高速攝像與電信號采集設(shè)備
    2.4 力學(xué)性能測試設(shè)備
    2.5 氣孔缺陷觀察及氣孔率分析
第3章 旋轉(zhuǎn)激光-電弧復(fù)合焊接堆焊焊縫氣孔分布
    3.1 引言
    3.2 平板堆焊焊接工藝參數(shù)
    3.3 焊縫表面成形對比
    3.4 焊縫氣孔的分布規(guī)律
        3.4.1 焊縫氣孔的位置分布
        3.4.2 焊縫氣孔的形態(tài)掃描
    3.5 焊縫氣孔率統(tǒng)計
        3.5.1 不同參數(shù)下的焊縫氣孔率
        3.5.2 旋轉(zhuǎn)參數(shù)下的焊縫氣孔率
    3.6 焊縫橫截面熔深變化與溶質(zhì)元素分布
        3.6.1 焊縫橫截面熔深變化
        3.6.2 焊縫橫截面溶質(zhì)元素分布
    3.7 本章小結(jié)
第4章 旋轉(zhuǎn)激光匙孔動態(tài)行為和對氣孔的抑制作用
    4.1 引言
    4.2 激光焊接過程中匙孔的產(chǎn)生
    4.3 匙孔動態(tài)行為的周期性變化
        4.3.1 激光匙孔的周期性運動
        4.3.2 匙孔閉合次數(shù)統(tǒng)計分析
        4.3.3 不同參數(shù)下匙孔開口直徑大小變化
        4.3.4 焊接過程中飛濺特征分析
    4.4 激光-電弧復(fù)合焊接過程中的電流電壓
        4.4.1 電流電壓波形與熔滴過渡形式
        4.4.2 不同激光參數(shù)下的電流概率密度
    4.5 旋轉(zhuǎn)激光對氣孔形成的抑制作用
        4.5.1 電弧對熔池和匙孔的作用
        4.5.2 旋轉(zhuǎn)激光條件匙孔與熔池的穩(wěn)定性
    4.6 本章小結(jié)
第5章 旋轉(zhuǎn)激光-電弧復(fù)合焊接接頭組織性能
    5.1 引言
    5.2 試驗材料和焊接工藝參數(shù)
    5.3 焊縫表面成形和氣孔率統(tǒng)計
        5.3.1 焊縫表面成形
        5.3.2 焊縫氣孔率的變化
        5.3.3 焊縫金相熔合區(qū)寬度分析
    5.4 焊縫拉伸試驗和斷口分析
        5.4.1 焊縫拉伸力學(xué)性能
        5.4.2 焊縫拉伸斷口微觀分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間主要成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]高功率光纖激光深熔焊接特性研究[D]. 鄒江林.北京工業(yè)大學(xué) 2014
[2]激光深熔焊接瞬態(tài)小孔和運動熔池行為及相關(guān)機理研究[D]. 龐盛永.華中科技大學(xué) 2011
[3]CO2激光深熔焊不穩(wěn)定穿孔過程特征與相關(guān)機理研究[D]. 段愛琴.華中科技大學(xué) 2006
[4]鈦合金激光焊接及其熔池流動場數(shù)值模擬[D]. 杜漢斌.華中科技大學(xué) 2004

碩士論文
[1]CO2激光-MIG復(fù)合熱源焊接熔滴過渡的行為分析[D]. 劉達樊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3205926