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本课题组前期搭建超声-TIG焊接系统，得到了良好的焊接效果。研究结果表明了超声交流TIG复合焊不但可以改善铝合金焊缝的质量，还能提高焊接生产效率，是一种很有发展前景的焊接方法。为了更进一步探究超声在铝合金焊接过程中的作用，本课题针对LD10、LF6、ZL114A三种铝合金进行焊接，分析超声在不同铝合金材料焊接中的影响有何差异；推导空化泡在超声作用下的运动规律,分析超声对焊缝中气孔的影响规律，初步探索超声空化效应的除气机理。在以上研究的基础上将超声TIG复合焊应用到薄壁铝管焊接过程中，对小直径薄壁铝合金管超声TIG复合焊组织性能进行研究和探讨。利用超声TIG复合焊焊接系统，针对铝合金中具有代表性的LD10、LF6及ZL114A三种材料进行焊接，探究每种材料超声TIG复合焊接接头与普通TIG焊接接头组织与性能的差别。结果表明：加入超声后焊缝的熔深增加，熔宽减小，焊缝中组织细化，力学性能最大可提高12%左右，同时第二相的形态和分布也有所改善。由于每种铝合金材料各具特性，因此在交流TIG焊接过程中面临的问题也各不相同。LF6铝合金由于Mg元素发射电子能力较弱，易在焊接过程中出现断弧现象；ZL114A中Si元素含量高，同其它铝合金相比流动性好，熔点低。常规交流TIG焊所得焊缝中易出现受热以及成分不均而分层的现象；LD10和ZL114A对氢气孔较敏感。这些问题在加入超声后有明显改善。气孔缺陷是铝合金焊接时面临的主要问题，本课题通过试验分析了超声对焊缝中气孔的影响规律。从结果可以看出，在加入超声后，焊缝中气孔数量明显减少甚至消失。在此基础上对超声空化作用的除气机理进行探究：超声作用下金属熔体中产生空化泡核，在空化作用下空化泡核不断振荡甚至崩溃，最终聚集成大气泡逸出。同时超声的空化作用改变了熔池中的氢浓度梯度、压力梯度及温度梯度，在这些作用的共同影响下熔池中气体更加容易逸出。利用以上研究内容对小直径薄壁铝合金管超声TIG复合焊焊缝的组织性能进行研究。试验结果表明：加入超声后，薄壁管焊缝成形更加美观，同时焊缝力学性能由150MPa提高到170MPa，提高了约15%。