间隙适应性及性能
****间隙容许裕度指焊接过程中不能获得良好焊缝成形的起始失效处的间隙宽度。通过对接变间隙法试验证明,铝合金激光填丝焊的****间隙容许裕度较激光焊而言有显著增加。例如,1.2mm厚的5A06铝合金薄板的对接适应间隙****可以达到约1mm,如图2所示。这明显高于激光对接焊时****容许间隙裕度(板厚的10﹪即0.12mm)。
对于1.2mm厚的5A06铝合金激光填丝焊接焊缝,选取典型试件进行X光探伤试验,X射线检测未发现超标缺陷,达到HB5375-87Ⅰ级焊缝的技术要求。同时,焊接接头的抗拉强度和屈服强度均达到母材水平。
图2 间隙对激光填丝焊缝成形的影响
发展方向
1.多道填丝焊技术
采用多道焊技术可以提高激光焊接厚板的能力。例如焊前试板加工成阶梯形坡口还是双边V型坡口,当选用匹配的工艺参数,就能获得较好的焊缝。确定合理的焊接顺序,可以****程度地减小焊接变形。同其他焊接方法相比,焊接坡口间隙很小,这有利于改善焊接质量,节约焊接成本,提高生产效率。
2.异种金属焊接
异种金属焊接时,由于对接的基体金属化学成分及组织有较大差异,因此采用自熔焊技术很难得到满意的接头质量。但填丝焊却可以弥补自熔焊的不足,通过选用合适的填充焊丝可以使焊接接头具有优良的综合性能。
3.激光热丝焊技术
当对焊丝未采用加热措施时,激光束的能量有很大一部分作用在焊丝上,这无疑会降低焊接速度。为了充分利用激光束的能量优势,引入了热丝焊工艺。热丝焊减少了激光消耗在焊丝上的能量,从而提高了焊接速度。激光热丝焊工艺需增加一套预热设备,一般采用电阻加热。可直接将电极接在送丝滚轮上,通过大电流将焊丝在瞬间加热至接近熔点温度,当焊丝被送到焊接熔池边时,由于焊丝表面温度很高,仅需很少的激光能量就能将其熔化。而熔化的焊丝能吸收大量的激光能量,并向母材传导。同自熔焊相比,热丝焊更有利于激光能量的吸收。因此,激光热丝焊的焊接速度可以比自熔焊更高。
激光填丝焊由于能够增加焊缝****间隙裕度,改善接头的组织和性能,增强焊接厚板及异种金属能力,极大地扩展了激光焊接的应用范围。对激光填丝焊在航空航天材料中的进一步研究,可以推动航空航天制造技术的发展,加快对传统工业的改造。因此,激光填丝焊的研究具有广阔的前景。
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