镁合金绿色高效焊接技术研究进展

镁合金是航空航天领域应用最为广泛的轻合金之一。随着镁合金应用的不断深入,对具有高精度、低能耗、高效率特征的绿色焊接技术提出了迫切需求,并成为镁合金焊接制造发展的重要方向。针对上述需求,围绕镁合金激光诱导电弧复合焊接技术,镁合金活性高效焊接技术以及镁合金与异种金属的连接技术展开系统研究。采用激光诱导电弧复合焊接技术成功实现了镁合金低能耗高效焊接制造,与传统电弧焊接相比显著提高了焊接制造效率,降低了焊接制造能耗。采用激光胶焊技术及激光-电弧复合焊接技术实现了镁合金与铝合金及镁合金和钢铁的高性能焊接制造。上述绿色焊接制造技术研究成果为实现航空镁合金轻量化结构件的设计和制造提供了有力支撑。

添加过渡层的镁合金/钢激光-TIG电弧复合熔化焊接机制

激光-电弧复合热源技术较单一热源焊接技术相比,具有热源能量密度梯度及热力耦合模式可优化设计等特点,成为实现关键零部件精确成形成性焊接制造的重要方法.文中以镁合金/钢为代表的难固溶不反应异质材料为研究对象,提出多组元液相共存的镁合金/钢激光-TIG电弧复合焊接新思路,利用激光-TIG电弧复合焊接热源所具有的能量密度梯度分布特征,通过添加Cu-Zn过渡层,实现镁合金/钢异种金属高质量熔化焊接,并对铝元素的作用进行了探讨.

低碳钢三丝间接电弧焊传热机制及工艺性能

为减小低碳钢焊接热输入、优化焊接变形等缺陷,使用三丝间接电弧焊(triple-wire gas indirect arc welding,TW-GIA焊)方法,并利用红外测温系统及高速成像设备对TW-GIA焊传热机制进行了测量.结果表明,TWGIA焊具备显著的小热输入优势,可实现无明显焊接变形的单道焊成形,热影响区宽度小于MIG焊.与传统电弧焊不同,随着焊接高度的增加,TW-GIA焊热输入逐渐降低,焊接高度从4 mm增至24 mm时,传热模式由电弧热对流+熔池热传导转变为仅熔池热传导.TW-GIA焊焊缝及热影响区晶粒尺寸细小,并消除了魏氏体的存在,焊缝区平均显微硬度可达289.8 HV,最大抗拉强度为472 MPa,断后伸长率为26.5%.