6061铝合金激光穿透焊的焊缝成形

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1、焊接工艺WELDINGPROCESS6061铝合金激光穿透焊的焊缝成形WeldAppearanceof6061AluminumAlloybyLaserBeamFullPenetrationWelding中航工业北京航空制造工程研究所高能束流加工技术重点实验室许　飞　陈　俐　郭路云[摘要]分别采用光纤激光和YAG激光对2.5mm中、热输入低、焊接变形和残余应力小、接头质量优良、厚的6061铝合金开展了激光穿透焊接试验，研究了易于实现自动化柔性高效作业等优点，因此更加适合于[1-2]主要焊接参数对焊缝成形的影响规律

2、。结果表明，与铝合金结构的焊接。大功率高亮度光纤激光是2002YAG激光相比，高能量密度的光纤激光更易于实现穿年以后发展起来的新型激光。与YAG激光相比，光纤[2]透焊接，且光纤激光获得良好焊缝成形的工艺区间更激光具有更好的光束质量和激光亮度。光纤激光的大。在穿透焊接条件下，焊缝截面形貌分为钉头形和近亮度比YAG激光高1~2个数量级，且光束可靠性高，光[3]X形两种。当激光功率较高时，光纤激光焊缝更趋向于电转换效率可高达25%~30%，故光纤激光具有更高的生成近X形截面，YAG激光焊缝更易于生成钉头形截输出功率

3、和更小的聚焦光斑，即激光的功率密度很高。面。焊缝成形受激光功率密度和焊接热输入双重因素光纤激光是激光技术发展的飞跃，更加促进了激光焊接[2]的影响。随激光功率密度和焊接热输入的增大，光纤激技术的发展。目前，采用YAG激光或光纤激光对铝[4-8]光焊缝截面形貌逐渐由钉头形向近X形转变。合金的焊接性方面的研究相对较多，而对这2种方关键词：6061铝合金光纤激光YAG激光焊缝法的对比研究相对较少。因此，开展此方面的研究，对成形推动光纤激光焊接技术的发展具有积极意义。[ABSTRACT]Theweldingexperi

4、mentsof6061在实际工程应用中，激光焊接接头的力学性能一直aluminumalloywith2.5mmthickness,arecarriedoutby是研究技术人员关注的对象，而焊缝横截面宏观形貌fiberlaserbeamandYAGlaserbeam.Theeffectsofmajor（形状）与焊接质量、焊接参数合理性、焊接参数控制稳[8-10]weldingparametersonweldappearanceareinvestigated.定性以及接头力学性能都具有密切的联系。因此，Theres

5、ultsshowthatthefiberlaserbeamwithhighenergy开展焊接参数对焊缝横截面宏观形貌的影响研究，具有densityiseasiertorealizefullpenetrationweldingthan一定的实际应用意义。YAGlaserbeam.Andtheprocessingtolerance(thegoodweldappearancecouldbeobtainedeasily)oftheformer1试验条件和方法isalsobroaderthanthatofthelatt

6、er.Whenthejointsare试验材料为2.5mm厚6061-T651铝合金，其化学fullypenetrationwelded,thecross-sectionsoftheweld成分如表1所示。6061铝合金是Al-Mg-Si系可热处seamspresenttwotypesofnailshapeandnearXshape.理强化铝合金，具有中等强度，其耐蚀性能好，成形性和TheweldwithnearXshapecross-sectioncharacteristen-工艺性能良好，在航空航天和现代建

7、筑等领域获得了广dencytobeobtainedbyfiberlaserbeamwithhighpower,泛应用。铝合金板材被加工成200mm×100mm，焊前用whiletheweldwithnailshapecross-sectioncharacteris化学清洗方法彻底去除试板表面的油污和氧化膜。helpfultobeobtainedbyYAGlaser.Theweldappearance试验采用YLS-5000型光纤激光器和HL3006D型isinfluencedintensivelybyheati

8、nputandlaserpowerYAG激光器，激光器的主要技术指标如表2所示。激光densityinwelding.Withheatinputandlaserpowerdensi-通过光纤传输并反射聚焦于工件表面。焊接过程中工tyincreasing,thecross-sectionofweldbyfiberlaserbean作台静止，由ABB机械手带动激光头相对运动来实现trans