研究目的
采用激光-CMT电弧复合焊接-钎焊方法,研究送丝速度、光束偏移量和焊接速度对5052铝合金与Q235低碳钢对接接头焊缝形状、界面微观组织及抗拉强度的影响。
研究成果
混合激光-CMT电弧焊-钎焊方法有效改善了5052铝合金与Q235低碳钢对接接头的焊缝成形和界面反应不均匀性。由Fe2Al5和Fe4Al13组成的界面金属间化合物层厚度被控制在3-5微米范围内。焊缝显微组织由α-Al和Al3Mg2构成。接头抗拉强度受工艺参数影响,最高强度达到83.4兆帕。接头断裂发生在被确认为接头薄弱区的界面金属间化合物层。
研究不足
该研究聚焦于送丝速度、光束偏移量及焊接速度对焊缝质量与接头力学性能的影响。但未探究不同填充金属或母材厚度等其他因素的影响。此外,研究仅限于对接接头构型,该方法对其他接头类型的适用性也未作考察。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光-CMT电弧复合焊接钎焊方法实现5052铝合金与Q235低碳钢的对接接头连接,研究了送丝速度、光束偏移量及焊接速度的影响。
2:样本选取与数据来源:
选用150mm×75mm×2mm尺寸的5052铝合金与Q235低碳钢板作为母材,ER5356铝镁焊丝作为填充金属。
3:实验设备与材料清单:
使用Fronius CMT焊接系统、IPG YSL-4000光纤激光系统及KUKA KR-60六轴机器人,材料化学成分已提供。
4:实验流程与操作步骤:
对板材进行预处理去除氧化膜后固定为对接构型,采用激光-CMT电弧复合焊接方法施焊,通过改变激光功率、送丝速度、光束偏移量和焊接速度等参数开展实验。
5:数据分析方法:
利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)及万能试验机分析焊缝形貌、界面微观组织及接头抗拉强度。
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IPG YSL-4000 fiber laser system
YSL-4000
IPG
Used for laser penetration welding in the hybrid welding-brazing process.
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Fronius CMT welding system
Fronius
Used for Cold Metal Transfer (CMT) arc welding in the hybrid welding-brazing process.
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KUKA KR-60 six-axis robot
KR-60
KUKA
Used as an actuator in the hybrid welding-brazing system.
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ER5356 Al-Mg welding wire
ER5356
Used as filler metal in the welding-brazing process.
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