采用光纤激光器对5 mm厚的5052铝合金进行振动焊接,研究其接头组织、残余应力对拉伸性能和疲劳性能的影响。研究结果表明,振动焊接的焊缝组织柱状晶数量明显减少,组织较常规焊缝更均匀细密。采用合适的振动频率与振动加速度,焊缝残余应力可低至140 MPa,而常规焊接焊缝的残余应力高达335 MPa。在应力比为0.1的拉-拉疲劳条件下,母材和接头的条件疲劳极限分别为160 MPa和120 MPa。疲劳源区位于表面缺陷处,裂纹以穿晶形式扩展,大量疲劳条带及二次裂纹产生于断口处。

为了预测激光深熔焊T 型接头的焊缝形貌并优化工艺参数，基于响应面分析的方法，建立了激光深熔焊工艺参数与焊缝形貌特征参数之间的数学模型，进行了方差分析、模型验证。基于所建模型，研究了工艺参数对焊缝形貌的影响规律，并对工艺参数进行了优化，从而实现了对焊缝形貌的预测。结果表明，所建立模型能够准确预测焊缝形貌，预测值与实验值误差很小，经优化的工艺参数既满足焊缝形貌要求也可降低热输入约27％。

本试验采用IPG YLS-5000型激光焊接系统，焊接舰船用高强钢907A三明治板。采用万能试验机、显微硬度仪、超景深三维数码显微镜以及扫描电镜，测定了T型焊接接头的拉脱力学性能、显微硬度、显微组织和断口形貌。结果表明，焊缝和热影响区的显微硬度均高于母材，焊缝显微硬度在330~360 HV0.2之间；焊缝组织为板条马氏体，热影响区组织主要为马氏体、残余奥氏体及少量析出碳化物；T型接头断口属于兼有韧性断裂和解理断裂的综合断裂；焊接速度和离焦量一定时，焊缝宽度和深度随激光功率的提高而增大；T型搭接接头的力学性能主要取决于搭接处的焊缝宽度，在当前工艺条件下进行3道次的激光焊，能保证腹板和面板的接合强度比母材的强度大。