激光釬焊條件下CuSi3釬料與鍍鋅鋼板界面?zhèn)髻|(zhì)行為的研究.pdf

1、隨著汽車(chē)行業(yè)的蓬勃發(fā)展，鍍鋅鋼板的激光釬焊的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在進(jìn)行鍍鋅鋼板的激光釬焊時(shí)，常選用CuSi3作為釬料。釬焊過(guò)程中，釬料在鍍鋅鋼板表面的潤(rùn)濕鋪展、界面冶金行為、焊縫成型是影響釬焊接頭的關(guān)鍵因素。
　　為了研究這些關(guān)鍵因素在激光釬焊過(guò)程中的影響，本文以光纖激光器作為熱源，結(jié)合國(guó)內(nèi)外有關(guān)鍍鋅鋼板激光釬焊的研究，通過(guò)超景深三維數(shù)碼顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線能譜儀、維氏硬度計(jì)、電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等設(shè)備對(duì)激光釬焊條件下CuS

2、i3釬料與鍍鋅鋼板界面?zhèn)髻|(zhì)行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）激光參數(shù)變化引起的釬料在母材表面鋪展?jié)櫇褡兓?guī)律；（2）鍍鋅層對(duì)釬料在母材表面潤(rùn)濕鋪展的影響；（3）釬料潤(rùn)濕鋪展過(guò)程中界面層的生長(zhǎng)規(guī)律以及釬縫中化合物的生長(zhǎng)變化行為；（4）送絲速度對(duì)鍍鋅鋼板激光釬焊接頭微觀組織、力學(xué)性能、顯微硬度的影響。
　　研究結(jié)果表明：離焦量、激光功率、加熱時(shí)間是影響釬料在母材表面潤(rùn)濕鋪展的重要因素。時(shí)間對(duì)釬料的鋪展直徑的影響表現(xiàn)為隨著時(shí)

3、間的延長(zhǎng)，釬料的鋪展半徑也隨著增加。離焦量對(duì)釬料的鋪展的影響呈現(xiàn)拋物線狀，先上升后下降的趨勢(shì)。激光加熱功率對(duì)釬料在母材鋪展的影響表現(xiàn)為釬料的鋪展直徑和激光功率成線性關(guān)系，隨著激光功率的增加而增加。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比表明在三個(gè)可變參數(shù)中，離焦量的變化對(duì)鋪展直徑的影響最大。
　　鍍鋅層的存在不僅能夠提高母材的耐蝕性，還能夠提高CuSi3釬料在母材表面的潤(rùn)濕性。在鍍鋅鋼板表面的潤(rùn)濕鋪展完成后界面前沿形成三相平衡區(qū)，不同于常見(jiàn)的三相平衡點(diǎn)。<

4、br>　　對(duì)界面層的生長(zhǎng)的研究表明：鍍鋅鋼板的激光釬焊形成的界面是非均一界面，隨著激光的能量分布而發(fā)生變化；此外，在激光釬焊過(guò)程中，由于激光的攪動(dòng)、液態(tài)釬料的對(duì)流作用下形成了特殊的雙層界面。雙層界面由靠近釬料的界面層 A和靠近母材的界面層 B組成，隨著激光加熱時(shí)間的變化，界面層的厚度、形態(tài)也隨著發(fā)生變化。釬縫中的FeSiCu金屬間化合物的來(lái)源主要有3個(gè)：（a）激光的熱作用加強(qiáng)了界面的溶解，增加了進(jìn)入釬縫中的Fe，因飽和而析出并與釬料中的

5、Si結(jié)合形成FeSi(Cu)化合物；（b）Cu釬料也通過(guò)擴(kuò)散作用存在于母材中，此時(shí)Cu釬料中的Si便與母材Fe發(fā)生反應(yīng)生成FeSi(Cu)金屬間化合物；（c）動(dòng)態(tài)的界面反應(yīng)促使須狀和波浪狀的金屬間化合物產(chǎn)生，其中一部分被碎化，形成FeSi(Cu)相，遷移至釬縫中?；诖?，提出了界面層化合物的碎化模型和釬縫中FeSi(Cu)相的生長(zhǎng)機(jī)制。
　　送絲速度對(duì)激光釬焊的接頭性能的影響主要體現(xiàn)在不同的送絲速度下釬縫中的FeSi(Cu)析出相