1.1 铝合金激光自熔焊
铝合金激光焊接,铝合金表面对激光的初始反射率高,需要较大的激光功率;光斑直径小,工件对位和间隙适应性差,需要精密调整焊接工装和光束。高的;焊接过程加热和冷却速度快,锁孔效应导致合金元素蒸发,焊接气孔较多;底切现象。对于钣金成型的薄壁结构件,成型精度难以精确控制,焊接装配间隙大,难免存在一定的不对中,这些都是激光自熔焊接技术在铝材中的推广。合金薄壁结构件。申请带来困难。
鉴于铝合金激光自熔焊的上述特点,激光自熔焊技术一般仅用于薄结构和对焊接质量要求不高的密封焊接。
1.2 铝合金激光焊丝填充焊
与激光自熔焊相比,激光填丝焊放宽了焊接工艺要求;通过填充不同成分的焊丝,改善了焊缝组织的力学性能,改变了焊缝金属的流动特性,改善了焊缝成形,抑制了气孔、裂纹等缺陷。采用较低功率的激光实现厚板和窄焊道的多层焊接;激光填丝的效率与传统的自熔焊相近,在参数选择得当的情况下,大于激光自熔焊的焊接效率P。
飞机壁板是激光填丝焊接技术最典型的应用。空客欧洲公司从 1990 年代初就开始进行铝合金面板双边同步激光填丝焊的研究。 2000年,完成了A318机身下面板的首次激光焊接。 2003年开始量产应用。目前A318和A340,A380机身下壁板全部采用激光焊接。
针对我国正在研制的C919大型客机,哈工大先进焊接与连接国家重点实验室开展了两侧激光同步填丝焊接铝合金T型接头的研究工作。机身面板,为实现国产大型客机机身面板的实现提供激光焊接设备和工艺支持。
1.3 铝合金激光-电弧复合焊接
激光-电弧复合焊接技术是伦敦帝国理工学院W. Steen教授在1970年代提出的一种复合热源焊接方法,如图1所示。激光-电弧复合焊接兼有激光和电弧的优点,弥补了因为各自的缺点。其特点如下;电弧的加热延长了单激光焊接快速凝固的问题,有利于减少气孔和裂纹缺陷。电弧焊丝的作用可以改善焊缝的冶金性,提高激光对间隙和错位的工艺适应性。因此,激光-MIG电弧复合焊接技术是实现铝合金薄壁结构件高效、高适应性、高质量焊接的最佳方法之一。
在国外,铝合金激光-MIG电弧复合焊接技术已广泛应用于航空航天、汽车、高铁等领域。
德国大众汽车已将激光-MIG电弧复合焊接技术用于铝合金车架和车门的焊接。近年来,激光焊接在高速列车制造领域发展迅速。英国TWI和德国BIAS均已开展高速列车铝合金蜂窝板结构激光-MIG复合焊接技术。在日本,已建成铝合金车体激光-MIG复合焊接生产线。
近年来,国内哈尔滨工业大学、北京工业大学、华中科技大学和哈尔滨焊接研究所都开展了铝合金激光-MIG电弧复合焊接技术的基础研究。进行了工艺应用研究,结果表明采用激光-MIG电弧复合焊接技术可以实现铝合金结构件的高质量焊接。
1.4 铝合金激光-电弧双面焊接技术
采用激光-电弧复合焊接(即一般的同侧复合焊接)铝合金,因为激光需要穿过电弧才能作用于工件,电弧等离子体对激光的吸收、散焦和折射,不可避免地造成激光能量损失。为此,哈工大缪玉刚博士提出了铝合金激光-TIG电弧双面焊接技术7-9。研究表明,根据激光和电弧热输入的不同,有三种典型的接头形状:小束腰“X”如图3所示,焊接过程稳定,焊接效率大大提高,工艺与传统的单一激光焊接相比,适应性显着增强。
1.5 铝合金双光束激光焊接技术
为解决常规单束激光焊接的局限性,将单束激光分为两束激光,通过改变能量比、光束间距和激光焊接的温度场和流场,方便灵活。两个梁的排列。它可以调整小孔的存在方式和熔池的流动方式,提高单光束激光焊接的工艺适应性,为激光焊接工艺提供更广阔的选择空间。