焊接文獻(xiàn)綜述

車用AA7075(T6)激光-MIG復(fù)合焊和單獨(dú)激光焊接頭組織和性能研究1.引言鋁合金材料由于導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、質(zhì)量輕、抗腐蝕、易成形等優(yōu)點(diǎn)，受到眾多工業(yè)制造領(lǐng)域的青睞，可以制造各種各樣化工耐蝕和低溫設(shè)備，這樣極大地推動(dòng)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展。因此，提高鋁合金焊接的生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量，減少焊接缺陷存在的高效焊接方法已成為實(shí)際生產(chǎn)的迫切要求［1］。激光焊接是實(shí)現(xiàn)鋁合金結(jié)構(gòu)聯(lián)接最具有技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的加工方法。在工業(yè)生產(chǎn)中，激光焊接是一種很有前景的連接工藝，因?yàn)樗茉谳^高的焊接速度和較低的熱輸入下，獲得深而窄的焊接接頭，但成本高。氣體保護(hù)焊雖然成本低，在焊接特性上又有一定的局限性，將兩種方法結(jié)合，可有效的提高焊接效率，近年來(lái)發(fā)展的鋁合金復(fù)合焊接技術(shù)主要是采用高能焊接方法，如激光-電弧焊、激光-等離子弧焊、等離子電弧焊、等離子-電子束焊、TIG-MIG、等。這些焊接方法具有能量密度大且較集中、焊接速度高、焊接變形小、焊接質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)［1］。此外，基于固相連接技術(shù)的新型焊接技術(shù)——攪拌摩擦焊也可用于高強(qiáng)鋁合金的焊接，該種方法具有優(yōu)良的接頭力學(xué)生能，不需要填充焊接材料，沒有焊接煙法和飛濺，很少的焊前準(zhǔn)備和焊接變形等優(yōu)勢(shì)。在此主要針對(duì)高強(qiáng)鋁合金激光-電弧復(fù)合焊進(jìn)行分析。2.激光復(fù)合焊的現(xiàn)狀、實(shí)驗(yàn)研究及應(yīng)用2.1.高強(qiáng)鋁合金激光焊接分析及現(xiàn)狀鋁合金材料由于導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、質(zhì)量輕、抗腐蝕、易成形等優(yōu)點(diǎn)，受到眾多工業(yè)制造領(lǐng)域的青睞［1］，美歐等主要工業(yè)國(guó)家都用4位數(shù)字來(lái)表示鋁和鋁合金牌號(hào)，其中2系與7系一般為高強(qiáng)度鋁合金，主要為壓力加工鋁合金中防銹鋁合金類、硬鋁合金類、超硬鋁合金類、鍛鋁合金類、鋁鋰合金類。鋁合金的激光焊接在八十年代還被認(rèn)為是不可能的，這主要是由于鋁合金對(duì)激光的高反射性和自身的高導(dǎo)熱性。除此之外鋁合金還存在一些難點(diǎn)，例如鋁元素電離能力低，焊接過(guò)程中光致等離子體易于過(guò)熱和擴(kuò)展，焊接過(guò)程穩(wěn)定性差；激光焊接熔深比大，氣泡不易上浮析出，容易產(chǎn)生氣孔等［9］。激光焊接是上世紀(jì)中后期發(fā)展起來(lái)的一種焊接新技術(shù)，與傳統(tǒng)的焊接方法相比，激光焊因其熔深大、速度快、焊后變形相對(duì)較小以及適合難焊金屬的焊接而廣發(fā)應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域。但激光焊設(shè)備占地面積大，購(gòu)置費(fèi)用昂貴，設(shè)備維修費(fèi)用高等缺陷限制了激光焊接在更多工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用［2］。而弧焊作為一種成熟的金屬連接技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)界得到了廣泛的應(yīng)用，但由于束流能量密度的限制，相對(duì)于高能束流焊接而言，弧焊的焊接厚度和焊接速度均較小，且焊縫的熱影響區(qū)較大，焊縫具有較小的深寬比［3］。當(dāng)前，國(guó)際上鋁合金激光焊接的另一熱點(diǎn)是采用所謂的復(fù)合工藝。即將激光與電弧焊接結(jié)合起來(lái)。這種復(fù)合工藝被認(rèn)為是綜合了激光與電弧的優(yōu)點(diǎn)，即將激光的高能量密度和電弧的較大加熱區(qū)組合起來(lái)，同時(shí)，通過(guò)激光與電弧的相互作用，來(lái)改善激光的耦合特性和電弧的穩(wěn)定性，以獲得一種綜合的效果［1］。2.2.激光電弧復(fù)合焊焊接性實(shí)驗(yàn)研究激光熔化極惰性氣體保護(hù)復(fù)合焊技術(shù)由于其商業(yè)上應(yīng)用的多樣性被很快的接受。當(dāng)這種應(yīng)用被廣泛傳播時(shí)，我們就需要了解大量工藝參數(shù)與焊接結(jié)果之間的關(guān)系，來(lái)研究包括焊接質(zhì)量，焊接組織性能，焊道扭曲變形等［4］。A.熔化極氣體保護(hù)焊（MIG）MIG焊接是一種效率高、自動(dòng)化程度高的連接方法。對(duì)AZ31B鎂鋁合金MIG焊進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)表明MIG焊接時(shí)熱影響區(qū)和焊縫晶粒的變化趨勢(shì)與TIG焊接相類似。熱影響區(qū)的晶粒粗大，焊縫區(qū)晶粒較均勻，如圖1所示。但MIG焊接接頭的晶內(nèi)和晶界處連續(xù)析出物增多,熱影響區(qū)晶內(nèi)析出物較多,而HAZ又是焊接接頭的薄弱環(huán)節(jié)，所以會(huì)減小HAZ出現(xiàn)焊接缺陷（如熱裂紋）的幾率。MIG焊接時(shí)有飛濺現(xiàn)象,焊縫成形不及TIG均勻；MIG焊接接頭的余高較高，因?yàn)橐恍┎环€(wěn)定因素,焊縫處會(huì)出現(xiàn)焊瘤；MIG焊縫區(qū)的顯微硬度比TIG焊高；MIG焊接熱影響區(qū)HAZ的晶內(nèi)析出相彌散分布，焊縫區(qū)晶界析出相連續(xù)分布;而且MIG焊接接頭的顯微硬度值較TIG焊接時(shí)要高，焊接接頭的力學(xué)性能有所提高⑸。圖1.MIG焊接接頭的顯微組織對(duì)高強(qiáng)Al-Cu合金2219MIG焊焊接接頭組織與性能進(jìn)行研究。2219鋁合金母材及人工時(shí)效處理?xiàng)l件下焊接接頭強(qiáng)度系數(shù)為母材的63.2%，延伸率（6）僅為4.7%，遠(yuǎn)低于母材的15.4%。將時(shí)效處理后的焊接接頭拉伸性能與焊態(tài)下的接頭拉伸性能進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)人工時(shí)效處理，接頭強(qiáng)度明顯提高，抗拉強(qiáng)度ob由296.4MPa上升到316.4MPa，強(qiáng)度系數(shù)達(dá)到母材的67.6%，塑性有一定的下降，延伸率6由4.7%降到4.0%。對(duì)接頭拉伸斷口進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)焊接接頭斷裂部位均為為焊縫，說(shuō)明焊縫為焊接接頭薄弱區(qū)。焊接接頭HAZ的硬度高于焊縫的硬度，越靠近熔合線，焊縫硬度越低，在熔合線附近焊縫硬度達(dá)到最低。而HAZ則恰恰相反，隨著離熔合線的距離越遠(yuǎn)，焊接熱循環(huán)峰值溫度逐漸降低，焊接熱循環(huán)對(duì)HAZ的影響越小，HAZ硬度逐漸上升。焊接接頭中焊縫硬度值最低，而拉伸試驗(yàn)表明焊接接頭斷裂部位為焊縫，焊接接頭中焊縫拉伸性能最差，因此焊縫為焊接接頭最薄弱區(qū)［6］。B．自熔小孔激光焊對(duì)于自熔小孔激光焊接，高熱量輸入（低激光能量密度和低焊接速度組合）形成了較大的熔池而且小孔根部位于在熔池中心部位。在這種情況下焊接過(guò)程是相對(duì)穩(wěn)定，而且不會(huì)存在嚴(yán)重的孔隙。相比之下，低熱量輸入（高激光焊接速度高能量密度組合）會(huì)形成一個(gè)小的熔池并且小孔根部接近熔池前沿;這個(gè)過(guò)程不太穩(wěn)定，而且在焊縫中會(huì)產(chǎn)生一些嚴(yán)重的孔隙。我們可以發(fā)現(xiàn)高壓保護(hù)氣體可以通過(guò)抑制熔池中的液體來(lái)改善表面的粗糙度。顯微測(cè)試表明，在激光焊接過(guò)程中的快速的熱循環(huán)將導(dǎo)致狹長(zhǎng)的局部熔化區(qū)和熱影響區(qū)。在焊接熔合區(qū)形成一個(gè)在焊縫中心部位的等軸晶結(jié)構(gòu)和靠近熔合線部位的樹枝狀晶粒結(jié)構(gòu)。鋁合金2024激光焊接小孔導(dǎo)致焊縫硬度下降至90-100HV0.3值（與在130-140HV0.3范圍母

材的硬度）。激光焊接過(guò)程中快速熱循環(huán)的形成了一個(gè)狹長(zhǎng)的部分融化區(qū)，并且在焊縫中部的形成等軸晶組織和與融合線毗鄰的柱狀晶組織［7］。C.激光電弧復(fù)合焊AA7075用激光保護(hù)氣電弧復(fù)合焊焊接，在經(jīng)過(guò)短時(shí)固溶熱處理解決方案后，在晶界的很大一部分焊接熔合區(qū)內(nèi)都存在基相彌散。拉伸試驗(yàn)和微硬度測(cè)試表明，焊縫也有一個(gè)類似于用AA2319焊接的采用T6標(biāo)準(zhǔn)熱規(guī)范后的基相合金的強(qiáng)度。根據(jù)斷裂表面掃描電子顯微鏡觀察表明會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)微韌性裂紋和較大的凹坑。相比于基合金，焊縫韌性和強(qiáng)度的提高能夠使焊縫比在沒有經(jīng)過(guò)固溶熱處理后具有更好的成型性［8］。大量的參數(shù)組合被用于檢測(cè)帶有切邊余量的AA7075薄板的對(duì)接焊，首先對(duì)焊縫表面進(jìn)行目測(cè)檢查，然后其結(jié)果表明復(fù)合焊的焊縫表面平滑且頂部產(chǎn)生規(guī)則的焊道。典型的焊縫表面的圖像如圖2所示。相比之下，相同的制造等級(jí)下，用激光電源的單獨(dú)自熔激光焊焊出的焊縫在同樣的頂端和邊緣會(huì)形成粗糙的焊道。圖2.分別用激光電弧復(fù)合焊（上）和自體激光焊mm?型外觀圖2.分別用激光電弧復(fù)合焊（上）和自體激光焊mm?型外觀凝固速度在樹枝狀組織的元素微偏析中起到很重要的作用。一般情況下，凝固速度越快，樹枝晶間隔和第二相晶界就越好，微偏析情況越小。單獨(dú)激光焊形成的焊縫在所有被檢測(cè)的焊接條件中有最好的樹枝狀組織。然而，如圖3顯示的，

在激光焊接熔合區(qū)的微觀硬度仍然低于基相合金。進(jìn)一步提高凝固的速度受到可用的激光功率的影響，也受到在連續(xù)激光焊接或激光電弧復(fù)合焊下熱量條件的影響［7］。2001 圖3.采用自體激光焊接以圖3.采用自體激光焊接以80mm/s的焊接速度焊出的焊縫的橫向微觀硬度的測(cè)量結(jié)果如圖在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接焊縫拉伸測(cè)試時(shí)，焊道要橫向置于測(cè)試裝置的中間。在經(jīng)過(guò)固溶處理和120°C的24小時(shí)人工時(shí)效處理后，測(cè)試樣品就有了510±5Mpa的屈服強(qiáng)度（0.2%）和548±6MPa的極限抗拉強(qiáng)度（UTS）。包括彈性伸長(zhǎng)率和塑性伸長(zhǎng)率的總伸長(zhǎng)率在焊縫斷裂時(shí)伸長(zhǎng)率達(dá)到5.7%。這些對(duì)于原始母材為AA7075來(lái)說(shuō)不亞于480MPa的極限強(qiáng)度，536MPa的極限抗拉強(qiáng)度和14.5%的伸長(zhǎng)率的鋼。斷裂試樣的斷口表面在掃描電子顯微鏡下被檢測(cè)。如圖4顯示了固溶處理前后試樣斷口表面情況。經(jīng)過(guò)固溶熱處理后的樣品存在大量細(xì)微凹坑和較大的間隙。類似的特征也在原始母材合金的斷口表面出現(xiàn)。細(xì)密的凹坑表現(xiàn)出了韌性被破壞，還有較大空隙也與在光學(xué)顯微鏡所示圖片顯示的樹枝晶晶界里被隔離的第二相有關(guān)。所有拉伸測(cè)試的破壞部位都位于焊縫熔合區(qū)靠近熔合邊界的位置，這也暗示了焊縫的塑性變形能力低于其他基合金。但是，由于焊縫有相對(duì)的強(qiáng)度等級(jí)，所以伸長(zhǎng)和變形不再集中在焊縫熔合區(qū)。因此焊接結(jié)構(gòu)有個(gè)相對(duì)較好的變形能力。激光-MIG復(fù)合焊接方法中，采用了MIG焊，使得熔池寬度增加，所以裝配要求降低，焊縫容易跟蹤。MIG電弧可以解決初始熔化問(wèn)題，從而可以減少激光器的功率。MIG焊的氣流可以解決激光焊金屬蒸汽的屏蔽問(wèn)題；MIG焊便于加入填充焊絲，能調(diào)整焊縫金屬成分，從而避免表面凹陷形成的咬邊。激光焊

的深熔、快速、高效、高能密度輸入特點(diǎn)仍然保持⑹。近年來(lái)研究表明，激光-MIG復(fù)合焊在中厚板焊接中有較明顯的優(yōu)勢(shì)。該焊接方法可通過(guò)調(diào)節(jié)激光與電弧的相對(duì)位置，可有效的改善焊縫的適應(yīng)性，改善焊縫的成形，同時(shí)，輸入的電弧能量能調(diào)節(jié)冷卻速度，進(jìn)而改善微觀組織，在激光與電弧相互作用下，焊接過(guò)程變得更加穩(wěn)定，而且在增加熔深的同時(shí)提高焊接速度［10］。圖4.在自然時(shí)效處理后的焊縫斷口表面顯示出晶粒內(nèi)部的缺陷(上圖)，而在經(jīng)過(guò)短時(shí)固溶熱處

理后斷口表面會(huì)有大量細(xì)微柔軟的凹陷和尺寸較大的縫隙實(shí)驗(yàn)表明AA2519(T87)激光-MIG復(fù)合焊中，采用類似雙U型坡口比國(guó)外常用的雙V型坡口更有利于復(fù)合焊的焊接;保護(hù)氣體對(duì)焊接接頭的氣孔的形成比較敏感,從而影響焊接接頭的抗拉強(qiáng)度,復(fù)合焊的保護(hù)氣體一般采用氦氣中添加少量的Ar送絲速度通過(guò)改變焊接熱輸入來(lái)影響焊縫組織的晶粒大小以及強(qiáng)化元素的燒損量對(duì)焊接接頭的強(qiáng)度影響較大。焊后對(duì)接頭進(jìn)行合適的熱處理,可以顯著提升接頭的抗拉強(qiáng)度Mi］。激光與電弧之間的距離(Dla)對(duì)復(fù)合焊的熔深影響較大，在Dla為2mm時(shí),熔深達(dá)到最大。離焦量主要是通過(guò)影響能量密度來(lái)影響熔深和熔寬,在離焦量為+2mm時(shí)熔深達(dá)到最大,不同于單獨(dú)激光焊負(fù)離焦時(shí)熔深最大。焊接速度有一個(gè)合適的范圍,在這個(gè)范圍內(nèi)隨著焊接速度的增加,熔深熔寬減少。送絲速度對(duì)復(fù)合焊的焊縫形狀影響最大,送絲絲度較小時(shí)焊縫形狀類似于單獨(dú)激光焊;送絲速度過(guò)大電弧等離子體屏蔽激光，焊縫形狀類似于MIG。激光的傾斜角度對(duì)復(fù)合焊的焊縫熔深熔寬也有一定的影響，當(dāng)激光的傾斜角度為io°c時(shí),熔深達(dá)到最大熔寬最?。邰?。保護(hù)氣體熔臺(tái)區(qū)刁、孔移動(dòng)方向徼光縷流激光束保護(hù)氣體熔臺(tái)區(qū)刁、孔移動(dòng)方向徼光縷流激光束圖5.激光電弧復(fù)合焊示意圖輕量化轎車用3A21鋁合金MIG+激光復(fù)合焊接工藝，在MIG+激光復(fù)合焊接過(guò)程中，熔深和熔寬均隨著焊接速度的增大而減小。在較高焊接速度時(shí)，熔深、熔寬與焊接速度近似為線性關(guān)系；MIG+激光復(fù)合焊接與激光和MIG電弧單獨(dú)焊接相比，復(fù)合焊接的熔深大大增加，且焊縫成形良好，無(wú)缺陷，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了小功率激光焊接鋁合金，并且大大提高了生產(chǎn)效率；MIG+激光復(fù)合焊接時(shí)較大的熔深，在樹枝晶成長(zhǎng)過(guò)程中，溶質(zhì)中元素向焊縫中心區(qū)聚集，最后在中心區(qū)形成微細(xì)等軸晶，有利于改善焊縫的冶金機(jī)械性能［13］。在比較寬的參數(shù)范圍內(nèi)YAG激光2脈沖MIG復(fù)合焊接鋁合金具有焊縫成型美觀,無(wú)氣孔等優(yōu)點(diǎn),熔深與激光焊相比增加4倍,與脈沖MIG焊接相比增加1倍以上,焊速顯著提高；在YAG激光2脈沖MIG復(fù)合焊接中,除激光功率和電弧電流及焊速影響熔深外,高速焊接時(shí),激光與電弧中心之間的距離對(duì)熔深有較大影響.即該距離越小，熔深越大.激光離焦量對(duì)YAG激光2脈沖MIG焊接熔深影響較??；激光引起的等離子體，對(duì)穩(wěn)定脈沖電弧有促進(jìn)作用,從而使YAG激光2脈沖MIG復(fù)合焊接過(guò)程得到穩(wěn)定。直流脈沖電弧的熔深大于交流脈沖電弧的熔深［14］。數(shù)學(xué)模型被開發(fā)用來(lái)模擬單獨(dú)激光焊和激光-MIG復(fù)合焊的三維動(dòng)態(tài)。分析了在熔池中金屬液的流動(dòng)，傳熱，傳質(zhì)以及液滴的沖擊力電弧熱輸入等。在復(fù)合焊中，由于來(lái)自電弧和液滴的額外的熱輸入，增加了凝固時(shí)間，這樣可能就減少了熱裂紋傾向。還有，通過(guò)填充金屬，在激光-MIG復(fù)合焊中可以有效減少孔隙。填充金屬和熔池反應(yīng)的綜合因素能夠影響焊道的組成成分和形狀?；跀?shù)學(xué)模型的開發(fā)，參數(shù)法被用來(lái)確定控制焊接質(zhì)量的關(guān)鍵過(guò)程參數(shù)［15］。2.3．激光復(fù)合焊接的應(yīng)用激光焊接應(yīng)用于汽車零部件時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題，那就是兩對(duì)接板間隙韌性較低，并且在鍍鋅薄板在搭焊時(shí)形成了孔穴。激光-電弧復(fù)合焊的開發(fā)解決了這些問(wèn)題［16］。目前激光-電弧復(fù)合焊技術(shù)在汽車、船舶制造工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用［17］，例如，大眾汽車公司已將復(fù)合焊接技術(shù)應(yīng)用于高檔新款車Phaeton的鋁合金車門的焊接上，復(fù)合焊接焊縫總長(zhǎng)3570mm，占焊縫總長(zhǎng)度的72%。奧迪A8鋁合金轎車的側(cè)頂梁也采用了激光復(fù)合焊工藝，焊縫長(zhǎng)度共計(jì)4.5m［18］。3.高能束焊接接頭組織性能分析隨著激光焊接在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中的應(yīng)用日益廣泛，激光焊接工藝的局限性也日益突出，如焊接熱有效利用率低，對(duì)焊縫間隙及焊縫跟蹤精度的要求較高，至此，激光電弧復(fù)合熱源的研究才呈現(xiàn)出高潮。采用高功率X射線衍射儀對(duì)7A52鋁合金MIG焊接接頭不同部位進(jìn)行了精確的X射線衍射分析。結(jié)果表明，在焊接接頭中存在四個(gè)本質(zhì)的熱擴(kuò)散區(qū)域。離焊縫中心線0~4mm范圍為焊縫區(qū)，焊縫中心為鑄態(tài)組織;4?10mm區(qū)域?yàn)榘肴刍瘏^(qū)，在自然時(shí)效過(guò)程中有較多微小的強(qiáng)化相n析出;10?16mm范圍為淬火區(qū)，原有沉淀相部分地回溶到基體并不能在自然時(shí)效過(guò)程中重新析出;最遠(yuǎn)端為軟化區(qū),基材中原有強(qiáng)化相n在焊接熱輸入的影響下形成了粗大的T相,導(dǎo)致強(qiáng)度降低。焊接熱輸入對(duì)不同區(qū)域的影響大小不同,導(dǎo)致不同區(qū)域的固溶程度和晶格畸變量不同,從而使微觀和宏觀殘余應(yīng)力都略有差異［19］。圖6為CO2激光焊接頭金相組織照片.母材組織較為均勻細(xì)密，基體為Al的a固溶體，其中均勻散布著(Mg2Si)、焊縫中心形成了細(xì)密的等軸晶?向熔合線依次過(guò)渡為柱晶組織和粗細(xì)晶混雜區(qū)。熔合線附近晶粒有嚴(yán)重長(zhǎng)大的現(xiàn)象，并有氣孔存在，因而該區(qū)的力學(xué)性能較差［20］。圖6.CO2激光焊焊接接頭金相采用C02激光器對(duì)高強(qiáng)鋁合金2519-T87進(jìn)行焊接，研究了其激光焊接頭組織和力學(xué)性能特征，并與熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)焊接頭的組織和力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，激光焊焊縫組織細(xì)小，晶界共晶相呈短棒狀均勻分布，時(shí)效后焊縫中有大量細(xì)小小相均勻析出，且熔合線附近沒有形成等軸晶區(qū)，而熔化極氣體保護(hù)焊焊縫組織晶粒粗大，晶界共晶相呈長(zhǎng)條網(wǎng)絡(luò)狀分布，時(shí)效后焊縫中的G'相尺寸大，數(shù)量少，且分布不均勻，熔合線附近還存在一個(gè)較寬的等軸晶區(qū)。焊后時(shí)效激光焊接頭抗拉強(qiáng)度可達(dá)到母材的74%，并且隨著焊接速度的增加，接頭抗拉強(qiáng)度隨之增加，而熔化極氣體保護(hù)焊焊接頭抗拉強(qiáng)度僅僅只有母材的61%，且激光焊接頭的熱影響區(qū)(HAZ)中沒有明顯的軟化區(qū)［21】。2A12鋁合金母材的顯微組織如圖7所示，由黑色塊狀相和a(Al)固溶體組成。圖8(a)所示為激光-MIG復(fù)合焊2A12鋁合金焊縫熔合線附近區(qū)域的顯微組織。由圖8(a)可見，母材區(qū)與熔化區(qū)清晰可辨，熔合線附近區(qū)域的枝晶組織呈現(xiàn)柱狀特征。圖7(b)所示為焊縫中心區(qū)域的顯微組織。由圖7(b)可見，枝晶組織呈現(xiàn)連續(xù)網(wǎng)狀分布特征。這是熔合線附近區(qū)域與焊縫中心區(qū)域的散熱條件不同所致，熔合線附近區(qū)域與母材相連，母材溫度較低，具有較好的散熱條件，而焊縫中心區(qū)域被高溫液體包圍，散熱條件差，因此出現(xiàn)了上述顯微組織形貌差異。圖7.母材的顯微組織拉伸測(cè)試結(jié)果表明，接頭斷裂于焊縫區(qū)，抗拉強(qiáng)度為281MPa，僅為母材的69%。研究表明［22，23］，晶界共晶組織對(duì)焊縫金屬的拉伸性能是不利的，因?yàn)檫@些共晶脆性大，很容易引發(fā)開裂。其次，在焊接過(guò)程中，由于熔池溫度高，合金中的Mg元素沸點(diǎn)低，極容易被燒損，因此母材中的Mg與焊絲中的Si形成的Mg2Si

強(qiáng)化相極為有限，這在一定程度上也降低了焊縫的抗拉強(qiáng)度。圖8.接頭的顯微組織在2A12鋁合金激光-MIG復(fù)合焊接中，焊縫熔深和母材熔化面積決定于焊接速度。隨著焊接電壓的降低，焊縫熔寬、堆高面積、焊縫固液趾角逐漸減小，而成形系數(shù)逐漸增加；焊縫顯微組織由a(Al)基體及a(Al)+G+Mg2Si三相共晶組成，熔合線附近區(qū)域枝晶呈柱狀特征，而焊縫中心區(qū)域枝晶呈網(wǎng)狀分布特征；焊縫抗拉強(qiáng)度為281MPa，為母材的69%，熔合區(qū)內(nèi)的共晶組織是造成接頭強(qiáng)度低于母材的主要原因，焊縫斷口呈韌脆混合斷裂，而母材斷口呈微孔聚集型延性斷裂［24］。4．總結(jié)為了實(shí)現(xiàn)汽車輕量化，解決節(jié)能、環(huán)保等問(wèn)題，鋁合金在汽車中的應(yīng)用不斷增加，這是汽車發(fā)展的趨勢(shì)，也是社會(huì)發(fā)展的需求。由于鋁合金的物理化學(xué)性能特殊，焊接時(shí)有一定困難，很大程度上制約了鋁合金在汽車中的廣泛應(yīng)用。激光電弧復(fù)合焊接技術(shù),無(wú)論是在經(jīng)濟(jì)性還是實(shí)用性方面具有突出的優(yōu)勢(shì):不需要真空系統(tǒng),可以進(jìn)行大型中厚度零件的大氣條件下的焊接;具有較高的焊接速度,降低了零件的應(yīng)力變形;焊前零件裝配間隙的要求降低,使該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)用性大大提高。采用激光—電弧復(fù)合焊可提高汽車鋁化率。隨著這種焊接方法的不斷成熟，能為鋁合金在汽車中的應(yīng)用提供更堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。綜上所述，激光-MIG復(fù)合焊除了焊接熔深大，對(duì)接間隙大，焊接速度快等一般激光電弧復(fù)合焊的特點(diǎn)外，還有焊接板厚更大，焊接適應(yīng)性更高等優(yōu)勢(shì)。為此我們對(duì)車用AA7075(T6)激光-MIG復(fù)合焊接頭組織和性能進(jìn)行研究。4．參考文獻(xiàn)邊美華，許先果.鋁合金復(fù)合焊接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J],電焊機(jī),2005,35(8):29?33.田川，呂高尚，聞義.激光電弧復(fù)合焊——一種新型焊接方法[J],機(jī)車車輛工藝,2005,(2):3?6.朱軼峰，董春林.激光電弧復(fù)合焊接技術(shù)[J],科技成果?學(xué)術(shù)論文,2002,(11):32?36.E.W.Reutzel,S.M.Kelly,R.P.Martukanitzetal.Laser-GMAHybridWelding:ProcessMonitoringandThermalModeling劉金華，王文先，王一峰等.AZ31B鎂合金TIG和MIG焊接接頭組織性能比較分析[J],太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008,39:1?4.楊成剛，國(guó)旭明，錢百年等.高強(qiáng)鋁銅合金2219MIG焊焊接接頭組織與性能[J],電焊機(jī),2009,(13):24?27B.Hu,I.M.Richardson.Autogenouslaserkeyholeweldingofaluminumalloy2024[J].JOURNALOFLASERAPPLICATIONS,2005,17(2):69?73.B.Hu,I.M.Richardson.MicrostructureandmechanicalpropertiesofAA7075(T6)hybridlaser/GMAwelds.MaterialsScienceandEngineering.2007.(459):94?98.肖榮詩(shī)，陳鎧，左鐵釧.高強(qiáng)鋁合金激光焊接新進(jìn)展[J],激光應(yīng)用，2002,22(2):206?210王威，李麗群，王旭友等.激光與電弧復(fù)合焊接技術(shù)J],焊接,2004(3):5?9.許良紅，田志凌，彭云等.高強(qiáng)鋁合金的激光-MIG復(fù)合焊接的實(shí)驗(yàn)研究[J],稀有