鋁鋼異種金屬的光纖激光焊接行為研究.pdf

1、激光焊接具有熱輸入量小、能量密度高、加熱冷卻速率快等諸多優(yōu)點，有利于抑制Fe-Al金屬間化合物的生成，是鋁鋼異種金屬連接領域最有應用前景的一種焊接方法。本文采用光纖激光器在深熔焊和熱導焊兩種模式下對鋁鋼異種金屬的焊接行為進行了研究。借助光學顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)及X射線衍射(XRD)分別對兩種模式下接頭組織組成及演變規(guī)律進行分析。通過顯微硬度測試和拉伸試驗評定接頭力學性能。得出如下幾點結論:
　　(1)

2、激光深熔焊模式下，增加焊接熱輸入或激光功率密度均會增加熔池穿透深度。提高焊接速度會縮短激光與熔池相互作用時間，減少金屬元素燒損，改善接頭成形質量。在P=200W、V=6～9mm/s和P=600～700W、V=20～30mm/s兩組工藝參數(shù)下，接頭成形質量良好。
　　(2)激光深熔焊模式下，控制熔池穿透深度可實現(xiàn)對接頭組織的控制。在穿透深度小于217μm時，熔池區(qū)為鋁在α鐵中形成的固溶體組織;在穿透深度為344μm時，熔池區(qū)上部為鋁

3、在α鐵中形成的固溶體組織，下部為Fe3Al;在穿透深度為478μm時，熔池區(qū)上部和下部分別為Fe3Al和FeAl。隨著熔池穿透深度的增加，界面金屬間化合物層厚度逐漸增加，但物相沒有發(fā)生變化，均為靠近鋁側的FeAl3和靠近熔池的Fe2Al5。接頭承載能力隨熔池穿透深度的增加先增加后減小，在P=600W、V=20mm/s時，達到最大值85N/mm。
　　(3)激光熱導焊模式下，鋁鋼界面處生成兩種金屬間化合物，分別為靠近鋼側呈層狀或舌狀

4、分布的Fe2Al5和靠近鋁側呈針狀分布的FeAl3。Fe2Al5層的厚度在界面上分布均勻，F(xiàn)eAl3層的厚度從界面中心往兩側逐漸減小。隨著焊接熱輸入的增加，F(xiàn)eAl3層的厚度逐漸增加，而Fe2Al5層的厚度變化不大。隨著離焦量的增加，F(xiàn)eAl3層的厚度逐漸減小，而Fe2Al5層的厚度變化不大。接頭承載能力隨焊接熱輸入的增加先增加后減小，在給定焊接熱輸入下，采用大離焦可以獲得更高的承載能力，在激光功率P=3500W、焊接速度V=20mm/