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随着保护环境理念的日益深入人心,“轻量化”逐渐成为了制造行业中的首要选择,铝合金激光焊接技术正是因此而得到了广泛的应用,但是由于铝合金自身特殊的物理及化学特性使得在对它进行激光焊接时通常会面临很多问题,例如气孔、裂纹、接头软化等,在焊接铝合金薄板时变形的问题更是突出,这些问题一直困扰着众多的学者们。为了解决上述问题,本文将超声波技术运用到了激光焊过程中并搭建了超声波辅助激光焊接试验平台,同时以1mm厚的6061铝合金薄板为研究对象展开了超声波辅助激光焊接试验。(1)介绍了超声波的特性及其对液态介质的影响效应以及超声波在焊接过程中作用的机理。介绍了超声波技术在焊后处理减小变形领域,金属凝固领域以及焊接领域的应用及研究现状。搭建了超声波辅助激光焊接试验平台。(2)采用单因素试验方法,研究了不同超声波功率、激光功率、焊接速度、离焦量以及保护气流量对1mm厚铝合金薄板焊接变形量的影响规律。结果表明,超声波功率以及焊接速度的增加会显著减小试件的变形量;激光功率的增加则会增大试件的变形量;离焦量为零时试件的变形量最大,正、负离焦时变形量均会减小且负离焦时变形量略小于正离焦;保护气流量的增加略微减小了试件的变形量。(3)设计了五因素五水平的正交试验来探究上述五个参数对焊接变形的影响程度,通过分析试验数据发现,对挠曲变形来说各因素对其影响程度由大到小的排序为焊接速度、激光功率、超声波功率、保护气流量、离焦量;而对于角变形来说排序则为焊接速度、超声波功率、激光功率、离焦量和保护气流量。并获得了能够得到最小变形量的最优工艺参数组合,对应试件的挠曲变形量为0.42mm,角变形量为0.26mm。(4)采用单因素试验方法探究了超声波功率的改变对焊缝成型质量及微观组织的影响规律,结果发现,超声波会导致焊缝塌陷且塌陷程度会随着超声波功率的增加而增大;超声波功率的增加可以使焊缝熔合区的柱状晶减少,并最终完全被等轴晶取代,同时也能细化焊缝中心区域等轴晶的尺寸;不仅如此,超声波功率的增加也能够明显提升焊缝的力学性能。