鎂-鋼異種金屬激光-TIG電弧復(fù)合冷填絲焊接工藝研究.pdf

1、隨著人們對(duì)節(jié)能減排的逐漸重視，鎂合金在汽車工業(yè)的應(yīng)用范圍正在逐漸擴(kuò)大。而鋼鐵在汽車車身的制造中仍然占據(jù)主要地位，如何實(shí)現(xiàn)鎂/鋼異種金屬的優(yōu)質(zhì)可靠連接成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　本課題組前期通過添加Cu-Zn、Ni夾層實(shí)現(xiàn)了較高強(qiáng)度的鎂/鋼對(duì)接熔化焊連接，但焊接工藝復(fù)雜，而且無法完全解決鎂合金的蒸發(fā)燒損問題，穩(wěn)定性及可靠性差，離實(shí)際應(yīng)用還有一定的差距。為了簡化焊接工藝同時(shí)解決鎂合金蒸發(fā)燒損嚴(yán)重以及焊接過程穩(wěn)定性差的問題，本文采用激光-

2、TIG電弧復(fù)合熱源作為焊接熱源，通過直接添加AZ61鎂合金焊絲的方法探索鎂/鋼對(duì)接熔化焊的可行性并對(duì)其界面連接行為進(jìn)行研究。
　　本文首先進(jìn)行了鎂/鋼直接對(duì)接熔化焊的可行性探索，發(fā)現(xiàn)焊漏缺陷是影響焊接接頭質(zhì)量的主要問題。隨后在保持焊接速度恒為800 mm/min的情況下對(duì)鎂/鋼冷填絲對(duì)接單面熔化焊的基本工藝參數(shù)進(jìn)行了探索，得到優(yōu)化的工藝參數(shù)如下:激光離焦量為-1.0mm，激光脈寬為3ms，激光頻率為30Hz，焊接模式為激光在前、電

3、弧在后、前送絲，鎢極高度為1.5mm，焊接電流為50A，熱源間距為1.5mm，送絲速度為1.4m/min，焊槍保護(hù)氣流量為14L/min，背面保護(hù)氣流量為8L/min。
　　在上述基礎(chǔ)上，采用不同的激光功率進(jìn)行了鎂/鋼冷填絲對(duì)接單面熔化焊實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)焊接過程中的熱輸入對(duì)鎂/鋼界面的結(jié)合有重要影響。當(dāng)激光功率過低時(shí)，對(duì)接界面處的溫度較低，鋼的熔化量較少，此時(shí)無法實(shí)現(xiàn)鎂/鋼的良好連接，界面處將會(huì)產(chǎn)生裂紋缺陷;當(dāng)激光功率過高時(shí)，此時(shí)雖然能

4、夠得到單面焊雙面成型的焊接接頭，但由于鎂、鋼之間的物理化學(xué)性質(zhì)差異巨大，界面處同樣會(huì)產(chǎn)生裂紋缺陷;當(dāng)激光功率合適時(shí)，對(duì)接界面處的溫度不至于過高，此時(shí)鋼既能發(fā)生一定的熔化，同時(shí)又能與熔化的鎂合金實(shí)現(xiàn)良好結(jié)合，但無法獲得完全熔透的鎂/鋼焊接接頭。之后通過調(diào)整復(fù)合熱源的作用位置來改變對(duì)兩種母材的熱輸入，但仍未能獲得良好的鎂/鋼對(duì)接單面熔化焊接接頭。
　　在鎂/鋼對(duì)接單面熔化焊的基礎(chǔ)上，采用激光-TIG電弧復(fù)合冷填絲對(duì)接雙面熔化焊工藝獲得