摘要：本课题针对20mm厚的5083铝合金，进行了激光-电弧复合工艺试验研究。试验设计采用了控制激光电源改变焊接电流与控制焊接电流改变激光电源的对照试验，观察了不同工艺条件下获得焊缝成型的优缺。观察焊缝外观可以看出，在激光功率为4.2kw焊接电流为110A时其接头外观最好。通过观察焊缝的横截面宏观照片，可以看出，在激光功率为4.2kw焊接电流为140A时得到的熔深与热影响区域最好。通过硬度试验测得在激光功率4.2kw焊接电流为130A时得到的硬度为最大。通过观察中厚板铝合金在不同的激光功率与电流的大小下所得到的金相组织，分析其金相组织的熔深大小与热影响区的宽度和金相组织的硬度从而得出对于20mm厚的铝板激光复合焊接最好的工艺参数为激光功率为4.2kw焊接电流为130A。

关键词铝合金激光电弧复合焊接熔深热影响区

毕业设计说明书外文摘要

Title  Study on High Efficiency Welding Process of High  Strength Aluminum Alloy                  

Abstract：In this paper, a 5083 aluminum alloy with 20mm thickness was studied by laser-arc composite process. The design of the experiment adopts the control experiment to control the welding current and control the welding current to change the laser power. The influence of the welding process under different process conditions is observed. Observed the appearance of different can be seen in the laser power of 4.2kw welding current of 110A when the best appearance of its joints. By observing the cross-section macroscopic photograph of the weld, it can be seen that the depth of penetration and heat-affected area are best when the laser power is 4.2 kw and the welding current is 140A. The hardness obtained when the laser power is 4.2 kw welding current is 130A by the hardness test. By observing the microstructure of the aluminum alloy with different laser power and current, the thickness of the microstructure and the width of the heat affected zone and the hardness of the microstructure were analyzed. Thick aluminum plate laser composite welding the best process parameters for the laser power of 4.2kw welding current of 130A.

Keywords Aluminum alloy   Laser arc hybrid welding    Penetration Heat affected area  

目次

1绪论1

1.1课题背景1

1.2现代高强铝合金的焊接方法3

1.3双丝MIG焊„4

1.4高强铝合金激光焊接6

1.5课题研究内容„7

2试验部分8

2.1试验材料„8

2.2试验设备„9

2.3检测分析设备11

3.铝合金电弧激光复合焊接12

3.1参数与熔深的关系13

3.2试验方案13

4.微观组织分析与性能测试19

4.1试样的宏观组织与微观组织分析19

4.2试样硬度测试21

结论„23

致谢24

参考文献25

1 绪论

1.1课题背景

随着科技的发展与人类的进步，人们对于节约能源的问题关注越来越多。人们一直在寻找与制造不同的产品以满足人类对于节约能源的需求。在交通运输方面重量越轻材料制造的运输工具其所消耗的能源也越少，尤其是在航空航天方面，在航天器所能携带的燃料一定的情况下航天器本身的重量越小其所能完成的科考项目也越多，所以对于轻质材料的需求更加渴望。在科学家们的不断试验下发现以铝合金作为材料制造运输工具与航天器的部件最可以满足节约能源的需求，而且铝在地球上的储藏量最多所以其价格也比较低廉，适合制作大型的运输工具与大型零部件。铝的连接方式主要是焊接，所以要制作各种不同的铝合金产品离不开高效高质量的焊接。因此，对于推广铝合金的关键在于对焊接技术与焊接参数的研究以得到期望质量的铝焊件。

高强铝合金因为本身强度过硬且密度较小成为人们最为期待的工业材料。焊接是金属成型的重要技术之一，在人类的发展史上它有着举足轻重的地位。虽然人们对于焊接技术有着很深的研究，但是对于高强铝合金来说，其自身有着独特的物理化学特性。所以高强铝合金的焊接问题也很突出，比如其焊接过程中有着变形大和飞溅较大等。为此，人们不断的采用各种不同的焊接方法进行工艺试验与参数研究以得到想要的高性能板材。比如TIG焊、激光-MIG复合焊、FSW等。但是这些焊接方法各有优缺，对于不同的用途与不同的使用领域采用不同的焊接方式。随着高强铝合金在各个领域使用的越来越多与不断发展，焊件结构的性能也受到大家越来越多的关注。