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激光焊接是19世纪60年代发展起来的焊接新技术,具有能量密度高,加热集中,焊接速度快,对材料的热损伤小,焊缝深宽比大,不受电磁力的影响,接头的残余应力低等特点,而且比常规焊接方法的焊接精度高,焊后加工量少,属于高效率的高能束流焊接技术。因此逐渐被应用于航空航天构件制造业。 本文针对1420铝锂合金材料,在查阅国内外文献的基础上,通过大量的试验得出了激光焊接该种材料的最佳工艺参数及其对焊接接头质量的影响规律,在此基础上检测了激光焊接接头的力学性能,包括抗拉强度、疲劳寿命以及显微硬度,最后通过对接头的金相分析,得到了接头各部分的微观组织。 试验结果表明:激光焊接1420铝锂合金时,激光功率、焊接速度和离焦量是三个最主要的焊接工艺参数,它们对焊缝形貌有着不同程度的影响。随着激光功率的增加,焊缝正面和背面熔宽均增大。由于塌陷增大的原因,当激光功率超过2000w时,随着功率的增加,背面熔宽会减小;随着焊接速度的增大,焊缝出现塌陷的程度会降低,但是背面和正面熔宽会逐渐减小;焊接过程中存在最佳离焦量,以最佳离焦量为中心,向正向和负向增加都会使得正面和背面熔宽减小,并且焊缝成形变差。在文中的试验条件下,离焦量变化范围的宽度是4mm~12mm。在固定离焦量的情况下,焊接速度和激光功率存在一定的匹配关系,使得焊缝成形理想。当离焦量为-4mm时,线能量的变化范围为38~66J/m。 由于过时效的原因,1420铝锂合金激光焊极易出现接头软化现象,解决的方法之一是焊后热处理。热处理后接头的抗拉强度可以达到母材的96%,但是延伸率和疲劳寿命相对于热处理之前有微小的下降。在1420铝锂合金激光焊接接头中,起强化作用的主要是强化相δ′相。热处理前,接头组织以α+AlLi共晶体为主,存在少量δ′相,形态上表现为细小的等轴晶。热处理后,组织以强化相δ′为主,因此强度会有所提高。