TC4/6061异种合金激光自熔钎焊温度场数值模拟

为了获得钛/铝异种合金接头界面温度场分布情况,深入理解钛/铝异种接头界面反应机理,采用有限元方法建立了TC4/6061异种合金激光自熔钎焊的移动高斯面热源模型,探究了不同激光功率下的钛/铝异种合金激光自熔钎焊接头温度场分布情况。研究发现,钛/铝异种合金接头温度场分布呈现出不均匀性。当激光功率为1600 W、焊接速度为15 mm/s时,异种合金接头界面上部、中部与下部的峰值温度分别为1299、984和865℃;当激光功率为1800 W、焊接速度为15 mm/s时,异种合金接头界面上部、中部与下部的峰值温度分别为1478、1119和982℃。通过工艺试验验证,模型具有良好的准确性,可为相关异种合金的激光自熔钎焊工艺数值模拟与参数制定提供借鉴。

热输入对钛铝异种合金激光自熔钎焊接头组织与力学性能的影响

使用IPG 6000光纤激光器对TC4钛合金与6061铝合金进行对接焊,通过激光束偏移到铝侧,获得钛铝异种合金的激光自熔钎焊接头,通过金相显微镜、扫描电镜以及拉伸测试等分析了热输入对TC4/6061钛铝异种接头组织以及力学性能的影响。结果表明,当焊接热输入超过133 J/mm,较多的脆性金属间化合物在界面生成,金属间化合物主要为TiAl3以及TiAl2;当热输入小于133 J/mm,金属间化合物层很薄且在1μm左右,金属间化合物主要为TiAl3。当焊接热输入为107 J/mm时,TC4/6061钛铝异种接头抗拉强度最大,达到212 MPa,约为6061铝合金的63%,接头断裂方式为韧脆混合型断裂。