钢/铝异种金属预置Si粉的光纤激光焊接

Fe/Al难熔合、易生成Fe-Al脆性金属间化合物是钢/铝异种金属优质高效焊接亟待解决的技术难题。对厚度分别为5mm、6mm的低碳钢和铝合金板进行了对接处开设坡口、并在界面结合处预置Si粉的光纤激光焊接实验研究,通过调整焊接工艺参数和预置粉末得到成形良好的焊缝。利用卧式金相显微镜、电子显微硬度仪、扫描电镜、X射线衍射仪等设备对焊缝及母材区进行了观察与检测。结果发现:在激光功率为1.8～2.0kW,焊接速度8～10mm/s,离焦量-2.0mm,Ar为保护气体且流量为15L/min,光斑偏向钢侧距界面结合处0.2mm的工艺条件下,激光焊接钢/铝异种板材,可实现钢/铝熔合,焊接类型为热传导焊,焊缝区域晶粒细小,硬度高于两侧热影响区及母材,钢/铝结合界面分界线明显,界面处熔化金属互相扩散嵌入母材,呈齿轮式"啮合"态连接在一起。对钢/铝实施热传导焊,可有效控制熔池中Fe、Al熔化量;预置Si粉改善了焊池熔化态下的流动性,熔化金属易于在结合界面铺展,钢/铝焊缝区形成了结构稳定的Al9Si、Fe0.9Si0.1化合物,抑制了Fe-Al脆性金属间化合物的生成。

Zn对钢-铝轧制界面组织与性能的影响

采用界面预置5%(质量分数)的Zn粉,冷轧复合成功制备出界面结合良好的钢-铝复合材料。通过XRD、SEM对复合材料界面形貌、界面物相及物相析出规律进行研究,利用自制滑轮剥离装置对界面剥离强度进行了测试。结果表明,钢-铝复合界面只生成Fe2Al5金属间化合物相,界面结合处预置Zn粉可延缓或减少Fe2Al5相生成,使生成Fe2Al5相的温度向高温推移。当热处理温度超过350℃后,界面预置Zn粉能显著提高钢-铝复合界面结合强度。