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采用Nd:YAG激光焊接工艺实现AISI 304不锈钢与铜连接的研究

DOI：10.1016/j.matpr.2020.02.953 期刊：Materials Today: Proceedings 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 在本研究中，采用脉冲波Nd-YAG激光焊接工艺对AISI 304不锈钢与铜这一具有挑战性的异种金属组合进行无填充材料焊接，并对其力学性能及冶金特性进行了研究。通过宏观和微观检测焊缝表面及焊道，观察焊缝熔深及焊缝区内的冶金行为。熔池几何形态证实脉冲波Nd-YAG激光实现了完全熔透，且熔深与脉冲能量成正比：（7J熔深=69%）<（14J熔深=82%）<（21J熔深=100%）。形成的铜微通道表明铜最后凝固并在凝固过程中流入焊缝区基体。热影响区（HAZ）和部分熔化区（PMZ）的平均宽度分别为不锈钢（SS）侧23.0毫米和6.0毫米。显微硬度（MH）研究表明：（铜MH=75HV0.1）<（焊缝区MH=90-200HV0.1）<（不锈钢MH=210HV0.1）。
作者： Bikash Ranjan Moharana，Sushant Kumar Sahu，Anway Maiti，Susanta Kumar Sahoo，Tapas Kumar Moharana
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究无填充材料情况下，采用脉冲波Nd-YAG激光焊接工艺焊接AISI 304不锈钢与铜接头时的力学和冶金性能。

研究成果

该研究通过Nd-YAG激光焊接成功探究了AISI 304不锈钢与铜接头的力学与冶金性能。发现熔深随脉冲能量增加而增大，测定了热影响区与部分熔化区的平均宽度，焊缝区显微硬度介于母材之间。研究最后对微观结构进行了观察分析，并就改善力学与冶金性能提出了未来研究建议。

研究不足

研究表明，SS-Cu异种金属焊接接头在焊缝区发生断裂，其抗拉强度低于任一母材。观察到焊缝内部存在微裂纹，且铜侧焊缝上表面有飞溅物形成。

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