第32卷第7期 2011年7月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
No.7
Vol.32
July
中厚板铝合金激光－MIG复合双层焊接方法
姚为'，王志敏'，李宏伟，王春明？
（1.北京航星机器制造公司，北京100013：2.华中科技大学材料科学与工程学院，武汉430074）
摘要：提出了激光－MIC复合双层焊接中厚板铝合金方法，该方法分两层进行焊接：第一层为打底焊，解决焊接熔深不足的问题；第二层为盖面焊，解决焊缝成形不良的间题，结果表明，在激光器额定功率为4kW时，采用激光-MIG复合双层焊接方法焊接 ZL114A材料的熔深可达10mm，接头抗拉强度平均值为238MPa，大于母材抗拉强度的 80%，采用激光-MIG复合双层焊接方法焊接了某航天产品圆筒形模拟件，焊缝成形良好，熔深达到9mm，焊缝内部无裂纹、未焊透及未熔合等缺陷，无可见夹杂物，存在的缺陷形式主要是链状气孔，气孔直径均小于1mm，焊后基本无变形.
关键调：激光-MIG复合焊：双层焊接：中厚铝合金
中图分类号：TG456.7文献标识码：A文章编号：0253-360X(2011)07-0021-04
0序言
铝合金材料具有比热容大、电导率高、热导率大等独特性能决定了其焊接时必须采用能量集中的热源，激光-MIG复合焊技术将激光焊与MIG焊的优点有机结合，对铝合金焊接具有显著优势（2-6) 但对于中厚铝合金结构的激光-MIG复合焊接，由于受到激光输出功率和光束质量的限制，穿透深度有限，往往不能满足焊接要求；还容易造成熔池剧烈波动，焊缝成形不均匀，气孔、裂纹等缺陷增多等问题8]，这些技术难点限制了激光-MIG复合焊接技术在铝合金构件上的应用
试验设备与材料 1.1设备条件
试验所用的激光器为德国TRUMFP公司生产的HL4006D型Nd：YAC固体激光器，额定功率4 kW，输出波长为1.06um的连续波激光，采用焦距为200mm的聚焦透镜：MIG焊设备采用美国LIN-COLNPowerWave455M电源及德国BinzelAPDMF Ⅱ送丝机.
1.2试验材料
试验母材选用航天产品中常用的高强铸造铝合金ZL114A，其成分如表1所示，接头厚度为8mm 收稿日期：2010-05-27
基金项目：总装备部装备预先研究项目（51318050103）万方数据
Si
姚为
表1母材化学成分（质量分数，%）
2011
Chemical compositionsof ZL114A
Table1
Ca
Mg
MnFe
6.5~7.50.10.45~0.750.1
Ti
0.20.08~0.25
Al 余量
选用与ZL114A母材同属铝硅系的4047焊丝，化学成分如表2所示.
表2焊丝化学成分（质量分数，%）
Table2
Si 11-13
Cu 0.3
Chemicalcompositionsof4047
Mg 0.10
2焊接方法
Mn 0.15
Fe 0.8
Ti
Al 余量
激光-MIG复合双层焊接的方法，通过两次焊接时不同工艺参数的设计达到焊接中厚铝合金接头的目的：第一层为打底焊，解决焊接熔深不足的间题，达到焊透接头的目的；第二层为盖面焊，解决焊
缝成形不良的问题，达到焊缝整体成形的目的， 2.1接头形式
为了控制焊接缺陷，需尽量减少焊接热输人，对接接头设计为锁底对接结构，锁底4mm，对接面上加工出带钝边的U形坡口，如图1所示，钝边高度小于激光-MIG复合单层焊最大可熔深度的60%，激光-MIG复合单层焊的最大熔深可按每千瓦 YAG功率焊1mm进行估计，U形坡口的横截面积在不干涉焊接过程的前提下尽可能小