5A06铝合金超声辅助激光填丝焊接熔池流动与结晶行为研究

作者：雷正龙^*; 郭亨通; 张登明; 李谦

来源：机械工程学报, 2021, 57(06): 78-86.

• 5A06铝合金
• 激光填丝焊接
• 超声振动
• 熔池流动
• 晶粒细化

为解决铝合金激光焊接过程中由于焊缝成形不良及组织不均匀引起的接头性能下降的问题,针对3mm厚的5A06铝合金开展超声振动辅助激光填丝焊接试验研究。超声变幅杆与焊接试件直接接触,进而将超声波引入熔池。超声导入熔池后,增强了熔池的稳定性和流动性,可以有效地改善焊缝成形,增加焊缝熔深。不同焊速的试验表明,低焊速下熔池的高温停留时间长、成分均匀性好,超声波的引入增强了熔池成分均匀性。超声波在熔池内传播时引起的空化效应、声流效应以及机械搅拌效应既可以有效地提高熔池内的形核率又可以促使晶粒的生长方式由柱状晶向等轴晶转变,具有细化晶粒的作用。细晶强化作用改善了接头断裂方式,提高了接头塑韧性和抗失稳能力。与未施加超声辅助相比,当超声变幅杆压力为125.7 N时,焊缝晶粒明显细化,接头抗拉强度从258.3 MPa提高到293.1 MPa左右,延伸率从11.2%提高到13.1%左右。

• 单位
  哈尔滨工业大学; 先进焊接与连接国家重点实验室; 上海航天精密机械研究所