为了研究不同焊接速度下的焊缝中心及铝合金母材在海水环境中的耐蚀性, 利用YAG激光-MIG电弧复合焊接设备对10 mm厚的5083铝合金进行了焊接实验; 采用体显微镜、金相显微镜及电化学工作站等设备研究了不同焊接速度下5083铝合金焊缝中心及母材的微观组织、动电位极化曲线、自腐蚀电流密度及腐蚀形貌。结果表明, 随着焊接速度的逐渐减小, 晶粒细化能力增强; 等温线清晰度增加、条数增多、宽度减小, 元素烧损量逐渐降低, 微气孔率呈先减小后增加的趋势。焊接速度v＝0.8 m/min及1.0 m/min时, 无钝化区的存在, 抗点蚀能力较弱; 焊接速度为v＝0.9、1.1 m/min及1.2 m/min时, 出现钝化区, 抗点蚀能力较强; 随焊接速度的增加, 耐蚀性呈先降低后增加的趋势。焊缝区整体的耐蚀性低于母材, 随焊接速度的增加, 腐蚀形貌由均匀腐蚀向局部腐蚀转变且腐蚀坑逐渐增大, 母材局部腐蚀最严重, 较易失效。

为了研究铝合金表面不同预处理方式对其激光-电弧复合热源焊接质量的影响, 分别对10 mm厚的5083铝合金板进行了化学腐蚀、钢刷打磨和简单清洗, 并利用YAG激光-MIG电弧复合热源分别对三种表面状态的铝合金板进行了焊接试验。采用体式显微镜、金相显微镜、高速相机和材料力学性能试验机分别研究了不同表面预处理方式对铝合金复合焊接焊缝成形质量、气孔率、熔滴过渡特征和力学性能的影响。研究结果表明, 化学腐蚀表面状态下, 工件对热源能量的吸收率最高且工件表面应力最小, 进而熔池内部温度场梯度最小, 激光-电弧相互作用效果最好, 熔池流动性最佳, 熔滴过渡频率最小, 使得焊缝成形质量最好, 气孔率最小, 力学性能最优; 钢刷打磨表面次之; 原始表面最差。

对10 mm厚5083铝合金分别进行YAG激光焊、熔化极惰性气体保护焊(MIG)及激光-MIG电弧复合焊试验, 对比了三组焊缝在成形、气孔率、显微硬度等方面的差别。三种焊接方法所获得的焊缝在成形上存在较大差异, 在焊接熔深方面, 复合焊最深、激光焊次之、MIG焊最浅; 在焊接熔宽方面, 复合焊最大、MIG焊次之、激光焊最小。激光焊由于匙孔不稳定, 容易形成工艺气孔, 气孔率最大; 复合焊中由于电弧对工艺气孔有抑制作用, 气孔率较小; 三者中MIG焊气孔率最小。而对于显微硬度, 激光焊由于未添加焊丝较MIG焊和复合焊存在较大区别, 激光焊接接头硬度分布曲线呈“V”形, 而MIG焊和复合焊硬度分布曲线呈“W”形。从整体上看MIG焊焊缝显微硬度最高。