剪裁拼焊板是将不同材质、不同厚度的板料经剪裁后,用激光焊接拼成各种坯板,然后整体冲压成形的一种新技术。剪裁拼焊钢板在汽车工业中的应用,取得了很大的经济效益,而铝合金激光剪裁拼焊技术尚未得到应用。铝合金的激光焊接存在不少技术难点,而铝合金薄板的激光对接拼焊比搭接更为困难,它不仅存在铝合金激光焊接的一般问题,而且由于激光束对接口间隙的大小非常敏感,又由于材料厚度和材质的不同,激光拼焊存在的问题更多,如焊缝成型困难、受热不均以及应力集中等。 本文主要研究铝合金5A02、5A06不等厚度薄板的激光拼焊工艺。在添粉和不添粉的情况下,进行了不等厚度的铝合金(5A02、5A06)薄板的激光拼焊,确定了添粉的铝合金5A02和5A06拼焊板的最佳工艺参数范围,得到性能合格的铝合金激光剪裁拼焊板。分析了各种因素(包括铝合金表面涂粉、激光器的输出功率、焊接的速度、离焦量等)对激光的吸收率、焊缝成型和焊接宏观质量的影响及规律。同时还进行了两种铝合金拼焊板激光焊接接头的性能测试(拉伸性能、硬度)。并利用SEM等手段观察了铝合金激光接头的金相组织和拉伸断口形貌。 实验结果表明,在激光焊接中,不添粉的铝合金5A02拼焊板的激光焊接过程不稳定,易产生焊穿和焊不透等焊接缺陷,而添粉的铝合金5A02拼焊板的激光焊接过程比较稳定,焊缝均匀、平整;而添粉对铝合金5A06薄板的焊接过程稳定性及焊缝的外观质量影响不明显。铝、镁混合粉能提高铝合金对激光的吸收率,在相同的焊接条件下,添粉的铝合金5A02和5A06拼焊板的熔宽比不添粉的熔宽大。添粉的铝合金5A02和5A06拼焊板焊缝的显微硬度要比不添粉的拼焊板的显微硬度高,这是因为粉中的镁元素补偿了焊接过程焊缝中镁元素的损耗。添粉和不添粉的5A02和5A06铝合金拼焊板的横向拉伸试件均断裂于薄板母材,证明焊缝的强度合格。通过扫描电镜观察,拼焊板激光接头拉伸断口均为韧性断口。