工藝參數(shù)對2A97T3鋁鋰合金光纖激光焊接焊縫成形的影響

易 珍 ，陳 俐 ，何恩光 ，常 明

（1. 武漢理工大學材料科學與工程學院, 武漢430070；2. 中國航空制造技術(shù)研究院高能束流加工技術(shù)重點實驗室，北京100024）

我國最新自主研發(fā)的2A97T3鋁鋰合金，作為第三代鋁鋰合金，具有高的強韌性、較好的熱穩(wěn)定性、耐損傷、可焊等特點，同時又具有良好的加工性能，在航空航天領(lǐng)域顯現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景[1-3]。相對于常規(guī)焊接方法，激光焊更適合于薄板鋁鋰合金的焊接，這主要是因為激光焊接是以高能量密度的激光作為熱源，對金屬進行熔化形成焊接接頭，其具有以下優(yōu)點：熱輸入總量低、能量密度高；焊接速度快,對材料的熱損傷小；焊接的殘余應(yīng)力小；焊接精度高，可大大減少焊后加工工作量[4-9]。目前，2A97T3鋁鋰合金光纖激光焊接相關(guān)的研究主要集中在焊縫組織性能這一部分的分析，而對于焊接工藝、焊縫成形等方面的研究相對較少。

焊縫背寬比（焊縫背面熔寬與正面熔寬之比），可表征焊接的全熔透性和熱源作用的強弱，同時也可反映穿透性小孔形成的穩(wěn)定性[10-11]。因此，利用背寬比表征焊縫成形具有一定的實際意義。本文采用光纖激光設(shè)備對2A97T3鋁鋰合金薄板進行焊接試驗，根據(jù)系統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)，初步研究了焊接工藝參數(shù)對焊縫成形的影響，并根據(jù)焊縫成形情況對焊接工藝參數(shù)進行了統(tǒng)計和優(yōu)化，對未來實際焊接2A97T3鋁鋰合金薄板時的工藝選取有一定的參考作用，有利于這種新型鋁鋰合金的實際應(yīng)用和推廣。

1 試驗材料及設(shè)備系統(tǒng)

1.1 激光焊接設(shè)備

試驗采用美國IPG公司生產(chǎn)的YLS5000光纖激光器，最大功率為5000W，激光波長為1070～1080nm。……