6061鋁合金是一種典型的Al-Mg-Si系中等強(qiáng)度鋁合金,因其成型性良好、焊接性優(yōu)異和經(jīng)濟(jì)性適宜等特點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。相對(duì)于鋁合金的傳統(tǒng)焊接工藝,激光焊接因其能量密度高、焊接速度快、熱輸入小、焊接變形小等特點(diǎn),具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先,基于ANSYS有限元方法采用高斯熱源模型對(duì)6061鋁合金激光焊的溫度場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了焊件溫度場(chǎng)分布特點(diǎn),確定了適于6061鋁合金激光焊接的焊接參數(shù)范圍。之后,采用光纖激光器進(jìn)行了厚度為3 mm 6061鋁合金的焊接。研究了激光功率、焊接速度、離焦量和保護(hù)氣體流量等工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響;同時(shí)還進(jìn)行了6061鋁合金激光焊接接頭的顯微組織觀察和力學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明:鋁合金純激光焊適宜的焊接參數(shù)為激光功率P為2 500 W,焊接速度V為50 mm/s,離焦量F為-1 mm,保護(hù)氣體流量G為10 L/min;激光焊接6061鋁合金焊縫組織晶粒細(xì)小且存在大量枝晶,焊縫邊緣多為柱狀晶,焊縫中心多為樹(shù)枝狀的Al-Si共晶體;線能量越小,焊接接頭的硬度和抗拉強(qiáng)度越大,最優(yōu)工藝下焊接接頭的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到母材抗拉強(qiáng)度的71%。最后,為了改善6061鋁合金的激光焊接工藝,引入了預(yù)置粉末工藝,通過(guò)研究不同的預(yù)置粉末對(duì)焊縫成形、顯微組織和硬度的影響,得出預(yù)置粉末的最佳方案為成分比為Al:Si:Ni=8:1:1的混合粉末,預(yù)置混合粉末后焊接接頭強(qiáng)度可達(dá)246.8 MPa,約為母材的80%。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7

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本文編號(hào)：1489036