镁/钢异种金属激光焊接现状

主要阐述了激光焊接在镁/钢异种金属焊接中的应用,分析了镁/钢两者之间的焊接性。针对镁/钢异种金属焊接方面存在的难题,目前解决的方法可归纳为3种类型:添加中间层、激光熔钎焊和激光-电弧复合焊接。对这3类方法的优缺点进行了系统讨论。

焊接速度对铝/钢激光搭接焊接头质量的影响

采用机器人激光焊接技术对车用6016铝合金与DC06低碳钢进行了钢上铝下搭接焊工艺试验,研究了焊接速度对接头成形与力学性能的影响,利用光学显微镜(OM)和万能拉伸试验机等试验设备对铝/钢搭接焊接头进行了显微组织与力学性能测试。结果表明,在激光功率为800 W,离焦量为+2 mm的条件下,均获得了良好的表面成形。焊接速度为0.07 m/s时,熔池内部生成大量塑韧性良好的珠光体组织,界面金属间化合物(IMC)数量少,应力集中系数最小,接头的平均抗拉剪力达到最大,为81.3 N。降低焊接速度,铝侧熔池金属间化合物数量显著增加;增大焊接速度,铝侧熔深与熔宽逐渐减小,界面金属间化合物数量减少。

工艺参数对铝/钢激光搭接焊接头质量的影响

采用机器人激光焊接技术对车用6016铝合金与DC06低碳钢平板试样进行了钢上铝下搭接焊试验,研究了激光功率(P)和离焦量(f)对接头成形与力学性能的影响。结果表明,激光功率为800 W,离焦量为+2 mm,焊接速度为0.07 m·s^(-1)时,熔池的中上部生成大量塑韧性良好的珠光体组织,接头的平均抗拉剪力达到最大,为81.3 N·mm^(-1)。降低激光功率,由于焊缝有效结合面积小,力学性能降低;增大激光功率,铝侧熔深和熔宽逐渐增大,焊缝/铝界面生成金属间化合物数量增多,接头力学性能降低。离焦量从-1 mm增大到+3 mm过程中,焊接缺陷逐渐消失,焊缝成形得到了改善,铝侧熔深与熔宽逐渐减小,焊缝/铝界面金属间化合物数量减少,接头力学性能先增大再减小。

Cu对镁合金/双相钢激光深熔焊组织及力学性能影响

采用纯Cu粉末作为中间层,开展镁合金(AZ31B)和冷轧热镀锌钢(DP590)激光搭接深熔焊,对镁/钢非互溶不反应焊接体系进行调控。主要研究了纯Cu粉末对镁合金/钢激光搭接深熔焊接接头的焊缝成形、组织、元素分布以及力学性能的影响。结果表明,相比镁合金/钢直接焊接,Cu元素的加入能够降低焊接时熔融态Mg的蒸气压,提高焊接过程中的稳定性,减少飞溅和凹坑等焊接缺陷,改善焊缝成形;此外,Cu能够降低Fe-Al金属间化合物的反应温度,使Fe,Al和Mg这3种元素在液态下共存,促进镁/钢界面处生成均匀连续的Fe-Al中间层,同时也能在镁/钢界面处抑制影响接头力学性能的MgZn生成;Cu粉的加入有效提升了接头的力学性能,接头的抗拉剪力达到72.8 N·mm^(-1),相比镁合金/钢直接焊接的接头力学性能提升17%。

树脂基CFRP/金属异种材料激光连接工艺研究现状

树脂基碳纤维增强复合材料(CFRP)作为新型轻质结构复合材料,广泛应用于航空航天器件的零部件中。CFRP与航空常用金属传统连接主要有胶接和机械连接,但具有一定的局限性。激光连接技术具有能量密度高,可控性好等特点,可用于复合材料和金属的连接。本文针对当前树脂基CFRP与金属(铝合金、钛合金、钢等)激光连接接头成形机理以及接头缺陷进行了综述,同时分析了焊接工艺、组织结构优化以及焊前金属表面处理对接头成形的调控,并对CFRP/金属激光连接的发展趋势提出了展望。