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(diǎn)，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(lǐng)域最有應(yīng)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(dǎo)焊兩種模式下對(duì)鋁鋼異種金屬的焊接行為進(jìn)行了研究。借助光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)及X射線衍射(XRD)分別對(duì)兩種模式下接頭組織組成及演變規(guī)律進(jìn)行分析。通過(guò)顯微硬度測(cè)試和拉伸試驗(yàn)評(píng)定接頭力學(xué)性能。得出如下幾點(diǎn)結(jié)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(huì)增加熔池穿透深度。提高焊接速度會(huì)縮短激光與熔池相互作用時(shí)間，減少金屬元素?zé)龘p，改善接頭成形質(zhì)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(zhì)量良好。
　　(2)激光深熔焊模式下，控制熔池穿透深度可實(shí)現(xiàn)對(duì)接頭組織的控制。在穿透深度小于217μm時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(méi)有發(fā)生變化，均為靠近鋁側(cè)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(shí)，達(dá)到最大值85N/mm。
　　(3)激光熱導(dǎo)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(cè)呈層狀或舌狀

4、分布的Fe2Al5和靠近鋁側(cè)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(cè)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/