第33卷第4期 2012年4月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.33 April
铝合金薄板激光拼焊工艺及其杯突成形性能
李云涛12，张文俊'，杨立军3，张建1,2
No.4 2012
（1.天津理工大学材料科学与工程学院，天津300384；2.天津理工大学天津市光电显示材料与器件重点实验室，
天津300384；3.天津大学材料科学与工程学院，天津300072）
摘要：主要研究6061铝合金激光拼焊板的工艺及成形性能，分析拼焊板在杯突试验中的成形特点以及焊缝对拼焊板的整体塑性成形的影响，杯突成形性能试验结果显示了宏观开裂发生在稍偏移焊缝中心的狭窄热影响区内；拼焊板试验杯突值低于母材杯突值；基于DYNAFORM软件数值模拟，忽略焊缝类型，仅考虑焊缝在板材上的位置.结果表明，拼焊板杯突模拟开裂容易发生在杯突顶端下沿的焊缝处，模拟结果与实际试验结果略有差异，这可能与焊缝设置有一定关系
关键调：6061铝合金薄板；激光拼焊；杯突成形；DYNAFORM模拟
中图分类号：TG456.7 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)04008104
其化学成分如表1所示，
随着汽车制造业的发展，铝及铝合金以其密度
小、弹性好、耐蚀性好、比强度和比刚度较高、抗冲击性能好等一系列优良特性在汽车行业得到越来越广泛的应用同时作为顺应汽车工业发展潮流的激光拼焊技术，以其节约材料、减轻车重、降低成本、提高安全性等优点成为一种先进的制造技术.因此研究高性能的汽车用铝合金拼焊板工艺及成形性能对提高国内汽车行业在国际中的竞争力具有举足轻重的作用，与此同时将产生一定的经济效益和社会效益(1,2)
杯突试验融合了拉深与胀形的工艺特点[3.4] 是检测板材塑性成形性能、焊接接头质量的工艺性能试验之一，在给定的试样条件下可以测试金属板材对胀形拉深变形的适应极限.文中对1mm厚 6061铝合金激光拼焊板进行杯突测试，分析与研究拼焊板在杯突试验中的成形特点以及焊缝对拼焊板的整体塑性成形的影响．最后选用DYNAFORM软件对铝合金激光拼焊板的杯突成形试验过程进行数值仿真模拟研究与分析并与试验结果进行对比
1
激光拼焊工艺
试验设计与结果
1.1
该试验选用的材料是1mm厚6061铝合金板，收稿日期：20110302
万方数据
李云涛
表16061铝合金的化学成分（质量分数，%） Table1
Chemical compositions of 6061
Mg 0.8~1.2 Mn 0.15
TS 0.4~0.8 Zn 0.25
Ca 0.15 ~ 0.4 T 0.15
Cr
0.04 ~0.35
AI 余量
Fe 0.7
试验中采用砂纸打磨与表面涂抹活性剂相结合的方法对其进行表面处理，其表面活性剂自行设计将1mm厚6061铝合金薄板制成200mm×77mm 的试样，沿长度方向对两块板进行对接，焊接采用连续激光焊，试验中使用英国GSI公司JK2003SM型 Nd：YAG固体激光器激光焊机.获得较好焊接接头的铝合金拼焊板的激光焊接参数及形貌分别见表2 和图1，由试验可知不加表面活性剂的拼焊板未焊透，表面活性剂对铝合金的焊接起重要作用
表2焊接工艺参数
Table2
试样编号 A B c
Parameters of welding procedure
激光功率 P/W 2 600 1700 1900
焊接速度 t/(em-min-1)
20 40 20
表面状态
+ +
注：“+“添加表面活性剂，”"不添加表面活性剂
离焦量 >F/mm 0.2 0.2 0.2