新Al-Mg焊材振荡激光焊接7075铝合金的组织及性能研究

摘要

振荡激光焊接工艺通过激光束的搅拌作用，能够有效促进焊接熔池的流动，改善溶质元素的分布.本文采用振荡激光焊接工艺对7075-T6铝合金进行焊接，并使用自制的Al-Mg焊材作为填充材料.结合SEM、TEM及热力学计算，系统研究了焊缝成型及组织演变规律.研究结果表明，当振荡幅度为0.8 mm时，激光束的振荡范围足以覆盖整个焊材区域，确保焊材完全熔化，而振荡频率对焊缝横截面面积的影响较小.在振荡频率为200 Hz的条件下，焊缝区的平均晶粒尺寸为17.9μm.振荡工艺促进了Y元素在熔池中的流动，增强了其溶质限制生长效应，此外搅拌作用使得焊缝组织更均匀，从而使焊接接头的抗拉强度达到343 MPa，延伸率为2.9%.热力学计算结果表明，焊缝中的析出相顺序为：L→Al₃Ti→Al₁₃Cr₂→Al₁₀RM₂→Mg₂Si→Al₄MgY→S＿Al₂CuMg→Al₄Ca→T＿AlMgZn.

关键词

振荡激光焊接 / 7075铝合金 / 微观组织 / 力学性能 / 热力学计算

基金资助

航空装备先进材料与制造技术四川省国防科技重点实验室（2023KFKT0006）; 四川省重大科技专项（2023ZDZX0003）