鋁合金激光焊接凝固裂紋判據(jù)的研究.pdf

1、隨著激光器功率的提高，激光焊接鋁合金得到較為廣泛運用。然而，在激光焊接鋁合金時，容易產(chǎn)生熱裂紋。為了防止在激光焊接鋁合金所產(chǎn)生的熱裂紋，一般從工藝因素以及冶金因素兩方面進行考慮。本文通過引入焊縫元素當(dāng)量的概念，建立鋁合金凝固裂紋判據(jù)。通過對純鋁板以及ZL114A鋁合金，在同一種焊接工藝下進行激光填粉焊接，從冶金因素角度研究了各種元素對這兩種材料所產(chǎn)生凝固裂紋的影響。通過能譜分析，得到裂紋斷口附近的元素含量。根據(jù)所測得元素含量，類比碳當(dāng)量

2、表達式，以元素含量作為輸入，凝固裂紋敏感系數(shù)K作為輸出，利用數(shù)學(xué)回歸以及BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行建模，并對這兩種模型進行比較。利用MATLAB對所測得的數(shù)據(jù)進行回歸對兩種材料能得到如下硅當(dāng)量表達式，對純鋁板：52.9 0.29 4.03 5.3 19.33-K=Si+O+Mg-Fe-Cu+3.17，對于ZL114A鋁合金：21.98K=Si+0.92Cu+1.77O-2.27Mg-0.82Fe-8.7。分析以上表達式得到：對于純鋁板所產(chǎn)生的

3、凝固裂紋，硅以及鎂元素的能降低裂紋的產(chǎn)生，而鐵以及銅元素是促進裂紋的生成，尤其是銅元素。對于ZL114A鋁合金所產(chǎn)生的凝固裂紋，其中鎂元素抑制裂紋的產(chǎn)生，降低裂紋傾向性，而硅、氧以及銅元素是促進裂紋的生成。而經(jīng)過訓(xùn)練的BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型只能較好的預(yù)測所產(chǎn)生的裂紋敏感系數(shù)，并且不是很穩(wěn)定。通過比較所建立的硅當(dāng)量表達式和BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測能力發(fā)現(xiàn)：焊縫元素當(dāng)量表達式能較為精確的預(yù)測純鋁板以及ZL114A鋁合金焊縫中是否產(chǎn)生凝固裂紋，而