中国激光, 2019, 46 (2): 0202003, 网络出版: 2019-05-09   

焊前激光预处理的铝合金表面氧含量的分布及影响 下载: 1141次

Distribution and Influence of Oxygen Content of Laser Pretreated Aluminum Alloy Surface Before Welding
作者单位
1 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏科技大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
3 浙江省水利水电装备表面工程技术研究重点实验室, 浙江 杭州 310012
图 & 表

图 1. 激光清洗系统示意图

Fig. 1. Schematic of laser cleaning system

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图 2. 光斑搭接示意图

Fig. 2. Schematic of spots overlapping

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图 3. 示意图。(a)焊接方式;(b)激光焊接示意图

Fig. 3. Schematics. (a) Welding form; (b) laser welding

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图 4. 单次激光清洗下铝合金表面的氧含量

Fig. 4. Oxygen content of aluminum alloy surface at single laser cleaning

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图 5. 多次激光清洗下铝合金表面的氧含量

Fig. 5. Oxygen content of aluminum alloy surface at multiple laser cleaning

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图 6. 不同功率激光多次清洗后6061铝合金的表面形貌及面能谱分析。(a) P=10 W,N=7;(b) P=15 W,N=5;(c) P=20 W,N=3

Fig. 6. Surface morphology (SEM) and surface energy spectrum analysis (EDS) of 6061 aluminum alloy surface after multiple laser cleaning. (a) P=10 W, N=7; (b) P=15 W, N=5; (c) P=20 W, N=3

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图 7. P=15 W,N=5时的线扫描能谱分析结果。(a)表面形貌;(b)各元素含量沿路径E—F的变化

Fig. 7. Line scan energy spectrum analysis (P=15 W, N=5). (a) Surface morphology; (b) oxygen, magnesium, alluminum elements change curves along the path E—F

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图 8. 经不同功率的激光多次清洗后6061铝合金的表面形貌及氧元素面分布。(a) P=10 W,N=7;(b) P=15 W,N=5;(c) P=20 W,N=3

Fig. 8. Surface morphology (SEM) and surface distribution of oxygen of 6061 aluminum alloy after multiple laser cleaning with different laser powers. (a) P=10 W, N=7; (b) P=15 W, N=5; (c) P=20 W, N=3

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图 9. 当η=-5%时,单次激光清洗下铝合金表面的氧含量

Fig. 9. Oxygen content of aluminum alloy surface at single laser cleaning with overlap rate of -5%

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图 10. 当η=5%时,不同参数下清洗后铝合金表面的氧含量。(a) P=10 W;(b) P=15 W

Fig. 10. Oxygen content of aluminum alloy surface after cleaning with different parameters and overlap ratio of 5%. (a) P=10 W; (b) P=15 W

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图 11. X射线探伤机的探测结果。(a)表面未预处理的铝合金的焊缝;(b)表面氧质量分数为16.2%的铝合金的焊缝;(c)表面氧质量分数为9.56%的铝合金的焊缝;(d)表面氧质量分数为3.23%的铝合金的焊缝

Fig. 11. Detection results of X-ray non-destructive detector. (a) Weld of the aluminum alloy without pretreatment; (b) weld of the aluminum alloy with oxygen mass fraction of 16.2%; (c) weld of the aluminum alloy with oxygen mass fraction of 9.56%; (d) weld of the aluminum alloy with oxygen mass fraction of 3.23%

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图 12. 焊缝横截面形貌及局部放大图。(a)氧质量分数为16.2%的铝合金的焊缝;(b)氧质量分数为9.56%的铝合金的焊缝;(c)氧质量分数为3.23%的铝合金的焊缝

Fig. 12. Micrographs of cross-section of weld and corresponding to local enlarged detail. (a) Weld of the aluminum alloy with oxygen mass fraction of 16.2%;(b) weld of the aluminum alloy with oxygen mass fraction of 9.56%; (c) weld of the aluminum alloy with oxygen mass fraction of 3.23%

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图 13. 铝合金无氧表面的焊缝形貌。(a)横截面形貌;(b)局部放大形貌

Fig. 13. Weld morphology of aluminum alloy with oxygen free surface. (a) Cross-sectional morphology; (b) local enlarged detail

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表 16061铝合金的主要化学成分[14]

Table1. Main chemical composition of 6061 aluminum alloy[14]

ElementSiFeCuMnMgCrZnTiAl
Mass fraction /%0.4-0.80.70.15-0.40.150.8-1.20.04-0.350.250.15Bal.

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佟艳群, 张昂, 黄建宇, 李瑞峰, 周建忠, 陈小明, 任旭东. 焊前激光预处理的铝合金表面氧含量的分布及影响[J]. 中国激光, 2019, 46(2): 0202003. Yanqun Tong, Ang Zhang, Jianyu Huang, Ruifeng Li, Jianzhong Zhou, Xiaoming Chen, Xudong Ren. Distribution and Influence of Oxygen Content of Laser Pretreated Aluminum Alloy Surface Before Welding[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(2): 0202003.

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