苏纯，陈志伟

(1.常州工学院机械与车辆工程学院，江苏常州213032;2.常州工学院，江苏常州213032)

6061-T6铝合金光纤激光焊接的数值模拟和实验

苏纯1，陈志伟2

(1.常州工学院机械与车辆工程学院，江苏常州213032;2.常州工学院，江苏常州213032)

为了解决铝合金对接接头光纤激光焊的质量问题，采用热弹塑性有限元技术模拟焊接过程中的试样温度和应力变化，研究试样瞬态温度场和应力场变化规律及其分布特征，探讨激光功率和焊接速度对焊接质量的影响规律。实验采用的激光焊接系统，可实现快速预热并在充满氮气的密封腔中完成焊接过程。实验选取数值模拟确定的激光功率和焊接速度值，焊接完成2 mm厚6061-T6铝合金板对接接头。光纤激光焊接头的上下表面焊缝形貌平整连续，拉伸疲劳断口位于焊缝一侧的热影响区(HAZ)。模拟结果为光纤激光焊的机理研究和优化光纤激光焊接工艺提供了支持。

激光技术；铝合金；光纤激光器；数值模拟；焊接工艺参数；激光焊接系统；疲劳断口

铝合金具有质量轻、强度高、耐腐蚀性好的优点，一直是制造航空器的常用材料，近年来逐渐应用于制造汽车零部件，成为实现汽车轻量化的重要途径之一[1-2]。通常焊缝及热影响区是铝合金焊件的薄弱区域，容易发生应力腐蚀破裂和应力循环疲劳破裂。这是由于焊接热影响区的存在，材料在残余拉应力作用下有形成晶间裂纹的倾向，同时焊接变形造成应力集中也易形成裂纹源[3-4]。因此，铝合金焊接应采用有效的焊接方法并合理控制工艺参数，尽可能减少残余拉应力和焊接变形。……