超聲沖擊對鋁合金TIG焊熔池振動的影響

超聲沖擊對鋁合金TIG焊熔池振動的影響陳琪昊哈爾濱工業(yè)大學(xué)先進焊接與連接國家重點實驗室1第十六屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議報告內(nèi)容21.研究背景2.實驗方法3.結(jié)果與討論4.結(jié)論1.研究背景鋁合金在航空航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用密度低3比強度高耐腐蝕41.研究背景TIG優(yōu)點：焊接品質(zhì)高；電弧穩(wěn)定，焊縫美觀，平滑；鎢極氬弧焊是以W或W合金材料做電極，在惰性氣體保護氣下進行的焊接，又稱為TIG(TungstenInertGas)或GTAW(GasTungstenArcWelding)在鋁合金焊接中，TIG焊是一種較長用的焊接方法1.研究背景5組織粗大缺陷多鋁合金TIG焊接頭低強度鋁合金TIG焊存在的問題如何改善鋁合金TIG焊工藝，提高焊接接頭強度？超聲對液態(tài)金屬的主要作用聲空化

局部高溫高壓，沖擊波，微射流

例：25℃水中，環(huán)境壓力為1.01×105Pa,空化產(chǎn)生的最大壓力為9.8×107Pa，最高溫度為4290K。聲流動

由于液體的粘性，導(dǎo)致聲壓衰減，聲壓差產(chǎn)生聲流動。

1.研究背景6超聲波電弧焊超聲波輔助電弧焊技術(shù)超聲電弧復(fù)合焊接方法1.研究背景高頻電流調(diào)制電弧同軸超聲-TIG/MIG復(fù)合旁軸超聲輔助TIG超聲波經(jīng)過電弧或者母材傳入焊接熔池,改變?nèi)鄢匾簯B(tài)金屬流動及結(jié)晶環(huán)境，使焊縫金屬晶粒細化。71.研究背景8流動振動結(jié)晶成形超聲能量如何影響熔池振動？2.實驗方法超聲施加方法9超聲振動通過固體母材傳入熔池內(nèi)部（保證熔池內(nèi)有超聲能量存在）10表1超聲沖擊參數(shù)對熔池振動的影響實驗材料：厚度4mm，2A14鋁合金熔池振動測量方法：激光測振儀超聲振幅對熔池振動的影響；沖擊頻率對熔池振動的影響；超聲作用時間對熔池振動的影響。2.實驗方法113.結(jié)果與討論1.超聲沖擊對焊縫宏觀成形影響焊縫宏觀形貌(a)無超聲沖擊(b)有超聲沖擊周期性凝固超聲沖擊周期性超聲焊縫周期性凝固？123.結(jié)果與討論2.超聲沖擊頻率對熔池振動的影響超聲沖擊頻率對熔池振動的影響(a)原始TIG(b)2Hz(c)0.5Hz周期性超聲使熔池振動出現(xiàn)周期性；超聲使熔池振動增強。133.結(jié)果與討論3.超聲作用時間對熔池振動的影響超聲作用時間對熔池振動的影響(a)超聲作用0.3s(b)超聲作用0.5s熔池振動增強狀態(tài)時間增長超聲作用時間增長143.結(jié)果與討論4.超聲振幅對熔池振動的影響超聲振幅對熔池振動的影響(a)0μm(b)7.5μm(c)8.1μm(d)8.81μm超聲振幅增大熔池振動幅度增大153.結(jié)果與討論5.熔池振動高頻采樣測量施加超聲沖擊后，熔池內(nèi)的熔體流動性也增強。熔池振動幅度164.結(jié)論(3)在鋁合金TIG焊過程中施加超聲沖擊后，熔池的流動性也增強。(1)在鋁合金TIG焊過程中施加超聲沖擊，熔池內(nèi)周期性的超聲波可以使熔池