7075高强铝合金激光填丝焊接组织与力学性能研究

采用光纤激光器对4mm厚的7075铝合金进行激光填丝焊接,对焊接接头的显微组织、相结构、断口形貌、力学性能进行观察和分析。结果表明:焊缝(FZ)边缘组织为柱状枝晶组织,焊缝中心为等轴晶组织;热影响区(HAZ)保留了母材(BM)的轧制长条状形态,但晶粒有所长大。母材的相组成主要为α-Al固溶体、S-Al_2CuMg强化相和η-MgZn_2强化相,焊缝无强化相析出。焊缝区硬度值为各区中最低,热影响区显微硬度呈阶梯式增长。焊接速度为2~4m/min的接头拉伸试样均在焊缝处断裂,抗拉强度最大为母材的67.5%。接头拉伸试样均出现了颈缩现象,断口由大量的等轴状韧窝构成,为韧性断裂。

激光拼焊板组织定量分析及其力学性能预测

为了预测并控制激光拼焊板的力学性能,通过对0.8~1.5 mm的St12板及其镀锌板拼焊板接头组织的定量分析,结合其组织性能变化规律,得出影响力学性能的首要因素为马氏体含量,继而可得工艺优化控制方法。在此基础上建立了以焊接工艺及板厚为输入变量的偏最小二乘回归拼焊板力学性能预测模型。实例验证发现,所建预测模型对拼焊板抗拉强度及延伸率的预测精度均达91%以上,充分表明该模型与试验结果吻合良好,验证了该预测模型的合理性及适用性。