1、近年來，光纖激光器以其輸出功率高、光束質量好、結構緊湊、能采用光纖傳輸?shù)葍?yōu)點，在焊接領域具有廣闊的應用前景。光纖激光－MIG（熔化極惰性氣體保護焊）復合焊接技術集成了兩熱源的優(yōu)點，具有更高的焊接效率和更強的適應能力，是目前激光焊接技術的研究熱點。但是研究表明，其在焊接高強鋁合金厚板時存在焊縫成形不佳，易出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，接頭性能還有待進一步提高等尚未解決的技術難點。為此，本文針對2xxx、6xxx系列高強鋁合金光纖激光－MIG復合焊

2、接高強鋁合金的工藝特性、焊縫成形特點、氣孔產生及抑制機理、接頭顯微組織演變機制以及接頭性能進行了系統(tǒng)研究，旨在為實現(xiàn)復合焊接厚板高強鋁合金的工程應用奠定理論基礎。具體研究成果如下：對單獨光纖激光焊接高強鋁合金工藝特點、冶金缺陷、接頭性能及其焊接適應性進行了研究。結果發(fā)現(xiàn)，冶金缺陷是影響高強鋁合金激光焊接接頭質量主要因素。其中，咬邊缺陷隨焊接速度與激光功率密度的增大而增大。而且，針對不同類型的鋁合金，母材中低沸點合金元素含量越高，激光束誘

3、發(fā)等離子體的能力越強，接頭咬邊程度越大。通過正交試驗發(fā)現(xiàn)，激光小孔深度和等離子體波動是影響氣孔率的主要原因；保護氣種類、激光功率、離焦量顯著影響氣孔率的置信度為95％。在上述研究基礎上，實現(xiàn)了光纖激光焊接高強鋁合金的參數(shù)優(yōu)化，獲得了質量標準達到C級的光纖激光焊接接頭，最大抗拉強度達到母材的72％，比電弧焊接接頭高11％。開展了高強鋁合金光纖激光-MIG復合焊接研究，得到了最優(yōu)工藝參數(shù)范圍。研究認為激光與電弧的最佳熱源間距范圍隨焊接電流的

4、增大而增大，采用氦氬混合氣體可以獲得更大的焊接熔深和更好的焊縫成形。通過熔池受力分析得到了焊縫成形質量控制方法，繪制了成形質量控制圖。
　　 本文對高強鋁合金光纖激光-MIG復合焊接接頭的氣孔產生和抑制機理進行了深入分析，得到了氣孔抑制方法。分析認為增大小孔直徑、提高工件上方溫度、增加電弧電流是實現(xiàn)抑制復合焊接接頭氣孔的有效手段。增大小孔直徑、提高工件上方溫度能夠降低小孔內等離子體密度、穩(wěn)定激光小孔，實現(xiàn)對氣孔的抑制。近年來，光

5、纖激光器以其輸出功率高、光束質量好、結構緊湊、能采用光纖傳輸?shù)葍?yōu)點，在焊接領域具有廣闊的應用前景。光纖激光－MIG（熔化極惰性氣體保護焊）復合焊接技術集成了兩熱源的優(yōu)點，具有更高的焊接效率和更強的適應能力，是目前激光焊接技術的研究熱點。但是研究表明，其在焊接高強鋁合金厚板時存在焊縫成形不佳，易出現(xiàn)氣孔、裂紋等缺陷，接頭性能還有待進一步提高等尚未解決的技術難點。為此，本文針對2xxx、6xxx系列高強鋁合金光纖激光－MIG復合焊接高強鋁合

6、金的工藝特性、焊縫成形特點、氣孔產生及抑制機理、接頭顯微組織演變機制以及接頭性能進行了系統(tǒng)研究，旨在為實現(xiàn)復合焊接厚板高強鋁合金的工程應用奠定理論基礎。具體研究成果如下：對單獨光纖激光焊接高強鋁合金工藝特點、冶金缺陷、接頭性能及其焊接適應性進行了研究。結果發(fā)現(xiàn)，冶金缺陷是影響高強鋁合金激光焊接接頭質量主要因素。其中，咬邊缺陷隨焊接速度與激光功率密度的增大而增大。而且，針對不同類型的鋁合金，母材中低沸點合金元素含量越高，激光束誘發(fā)等離子體

7、的能力越強，接頭咬邊程度越大。通過正交試驗發(fā)現(xiàn)，激光小孔深度和等離子體波動是影響氣孔率的主要原因；保護氣種類、激光功率、離焦量顯著影響氣孔率的置信度為95％。在上述研究基礎上，實現(xiàn)了光纖激光焊接高強鋁合金的參數(shù)優(yōu)化，獲得了質量標準達到C級的光纖激光焊接接頭，最大抗拉強度達到母材的72％，比電弧焊接接頭高11％。開展了高強鋁合金光纖激光-MIG復合焊接研究，得到了最優(yōu)工藝參數(shù)范圍。研究認為激光與電弧的最佳熱源間距范圍隨焊接電流的增大而增大