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厚钢板/铝对接接头的混合激光-金属惰性气体深熔焊接

DOI:10.2351/1.5096102 期刊:Journal of Laser Applications 出版年份:2019 更新时间:2025-11-28 14:24:20
摘要: 钢/铝异种金属连接在工业应用中日益重要,尤其在减重方面具有显著优势。然而,即使薄板钢/铝直接焊接也极具挑战性。本研究采用聚焦于钢侧的小孔模式混合激光-金属惰性气体(MIG)焊接工艺,实现了6mm厚钢/铝对接接头的焊接。系统研究了激光偏移量对焊缝成形、界面组织结构及钢/铝接头极限抗拉强度(UTS)的影响。 通过该混合激光-MIG小孔焊接工艺获得了优质的钢/铝对接接头。当激光偏移量从0.6mm增至0.8mm时,由于热输入降低,焊缝呈现更平滑的优良形貌。钢/铝接头厚度方向的位置对铝/焊缝界面金属间化合物(IMC)层的形貌与厚度具有重要影响:上下部位的IMC层呈厚且不规则形态,中部则相对薄而均匀。特定焊接条件下,钢/铝接头下部的铝/焊缝界面从熔焊模式转变为钎焊模式,形成岛状结构,其IMC层由Fe2Al5层和针状Fe4Al13相组成。 当激光偏移量为0.6mm时获得最大UTS值87.0MPa。虽然断裂发生在显示脆性特征的IMC层,但断裂形貌与位置呈现混合破坏特征,对IMC层裂纹扩展具有一定抵抗能力。
作者: Li Cui,Dongqi Lu,Dingyong He,Feng Pan
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研究概述 实验方案 设备清单

采用激光-金属惰性气体(MIG)复合填丝熔透焊研究激光偏移量对钢/铝对接接头焊缝成形、界面微观组织及极限抗拉强度(UTS)的影响。

采用激光-MIG复合填丝焊获得了6毫米厚钢/铝对接接头的良好焊接效果。激光偏移量影响焊缝宽度但对余高影响较小。铝/焊缝界面中部存在较薄且均匀的金属间化合物层。当激光偏移量为0.6毫米时,抗拉强度达到最大值87.0兆帕。断口形貌及断裂位置呈现混合破坏特征,具有良好的裂纹扩展抵抗能力。

该研究聚焦于激光偏移量对钢/铝对接接头性能的影响,但未探究其他可能影响焊接过程及接头性能的潜在变量。

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