周惦武
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田伟
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彭利
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张屹
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陈根余
稀有金属材料与工程
对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和1.15 mm厚6016铝合金平板试件进行了添加中间夹层Cu、Pb的激光搭接焊实验研究,利用体视显微镜、卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制的电子万能试验机等手段研究了钢/铝焊缝的表面成形性、接头各区域的金相组织、界面元素分布、断口形貌、主要物相与接头力学性能.结果表明:添加中间夹层Cu、Pb,焊接接头的平均抗拉强度分别为49.44、73.51 MPa,伸长率分别为1.63％、2.37％,与未添加夹层相比,抗拉强度和伸长率提高,其中Pb提高效果优于Cu;不加夹层,钢/铝试样断口呈明显脆性断裂特征;加入夹层Cu,脆性断裂特征不明显;而加入夹层Pb,试样断口呈韧性断裂特征;添加夹层Pb,钢/铝界面连接处Fe、Al、Zn、Mg、Pb元素变化剧烈,混合区宽度大,新生成Mg2Pb金属间化合物的结构比FeAl金属间化合物稳定,能抑制脆性FeAl金属间化合物生成.这是添加夹层Pb明显改善钢/铝焊接接头力学性能的重要原因.
关键词:
激光搭接焊
,
中间夹层
,
金属间化合物
,
结构稳定性
王涛
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周惦武
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张屹
,
陈根余
材料导报
汽车车身多材料结构要求两种不同类型的材料进行连接(如钢-铝、铸铁-铝、铝-镁等).激光焊热量集中,热源能准确控制,应力应变小,与其他焊接方法相比,更适合于钢、铝异种材料的焊接.在分析钢-铝焊接难点的基础上,总结了当前钢-铝激光焊接中常见的焊接缺陷、接头连接形式、表面处理及填加焊料,着重概括了激光焊接工艺参数对焊缝质量的影响,指出钢-铝激光焊接技术未来的发展趋势是设计与开发柔性化夹具,加强钢-铝激光焊接工艺参数优化、焊接缺陷控制、合金元素填料筛选、FeAl脆性金属间化合物与延塑性较好金属间化合物的形成条件、Fe/Al界面结合机理等方面的基础研究,期望为激光焊接多材料车身结构提供重要的技术参考.
关键词:
钢
,
铝
,
激光焊接
周惦武
,
吴平
,
彭利
,
张屹
,
陈根余
中国有色金属学报
熔钎焊是抑制或减少钢/铝异种金属激光焊接过程中FeAl脆性金属间化合物产生的有效工艺方法.采用光纤激光器,不添加任何钎料,对1.2 mm厚DC56D+ZF镀锌钢和6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用MATLAB软件,针对焊接过程的实际情况,在一定的基本假设下建立准稳态下钢/铝异种金属激光焊接熔池形状的数学模型,基于准稳态形状控制方程数值计算获得的熔池几何形状分布,结合试验来调整焊接工艺参数,获得最佳焊接成形,利用卧式金相显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪等手段研究焊接接头各区域的金相组织、主要元素分布与物相组成.结果表明:焊接激光束照射搭接在钢板上的铝板对接焊缝时,焊接功率和焊接速度对熔池几何形状的影响较大,随着激光功率的增大,熔深增加；而随着焊接速度的增加,熔深却变浅.当焊接功率为1 600～1 800W、焊接速度v=30 mm/s、离焦量D=0 mm时,焊缝成形性良好,无明显裂纹、气孔等缺陷,焊接接头区域存在一个台阶状结构,在平台区域,钢/铝两钟金属存在明显的界限,界面结合依靠液态的铝在钢母材表面上的润湿、填充和铺展等作用；下凹区域,钢/铝熔合较好,Fe和Al元素的混合区宽度较大,未形成明显的FeAl脆性金属间化合物,Fe和Al的热扩散是该区域界面结合的主要原因.
关键词:
激光熔钎焊
,
异种金属
,
数值计算
,
金属间化合物
