7075-T6鋁合金激光-MIG復合焊研究.pdf

1、7075鋁合金是一種鍛壓合金，強度高，遠勝于軟鋼，是商用最強力鋁合金之一。7075鋁合金由于其優(yōu)越的性能，被廣泛應用于航空航天、交通運輸?shù)刃袠I(yè)。但是7075鋁合金的致命的缺點就是其熔焊性差，在以往很長一段時間被認為是不可焊金屬。因而在其作為結(jié)構件材料出現(xiàn)時，往往是采用鉚接的方式進行連接，但是鉚接不但接頭強度不如焊接，而且會大大增加整個結(jié)構件的重量，既浪費材料又削弱了結(jié)構的整體剛性。激光束的高能量密度特性，使得其非常適用于7075鋁合金的

2、焊接。但是單獨采用激光焊接7075鋁合金時會產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷，而且單激光熱源焊接存在著能量利用率常不高、焊接效率低等問題。采用激光束附加電弧構成復合熱源可以大大改善激光熔焊的工藝特性和橋接性，不僅可提高焊接效率，而且可較大幅度地拓展工藝容限。
　　本文針對7075高強鋁合金結(jié)構的應用問題，進行激光-MIG復合熱源焊的工藝性能試驗。通過金相分析技術、SEM/EDS、硬度測試、同步輻射熒光CT以及同步輻射硬X射線掃描技術詳細分析了

3、接頭的宏觀形貌、微觀組織、成分分布、微區(qū)元素分布、氣孔分布、斷口形貌、拉伸強度和顯微硬度分布等；試驗表明，合適的工藝參數(shù)下得到的焊縫魚鱗紋整齊美觀、無咬邊、裂紋、不連續(xù)等宏觀缺陷。
　　力學性能測試表明：復合焊接頭的抗拉強度279MPa，達到母材強度(524MPa)的53%。而焊縫金相一硬度分析表明，復合焊焊縫內(nèi)主要軟化相為雪花狀鑄態(tài)組織，而且此類組織聚集在焊縫中部，使得復合焊焊縫中部成為最薄弱地帶。
　　同步輻射X射線熒光

4、CT觀察表明，焊縫內(nèi)氣孔分布呈現(xiàn)中間部位氣孔尺寸大且較為密集，焊縫兩邊尺寸較小，另外焊縫熔合線部位存在大量微小空隙組織，這種微觀空隙是導致接頭疲勞性能下降的主要原因。
　　對比激光-MIG復合焊和單獨激光焊接頭EDS線掃描結(jié)果，可看出復合焊縫中銅、鋅含量低于單獨激光焊縫，這就是接頭硬度低于激光焊縫的主要原因。分析了同步輻射硬X射線掃描元素分布以及硬度云圖之后，可以得知接頭硬度分布趨勢基本和銅元素的分布一致，因此可推斷出銅是影響接頭