研究目的
采用无坡口激光-MIG复合焊-钎焊工艺制备Ti/Al异种接头,研究其显微组织和力学性能,并优化工艺参数以实现良好的接头成形与强度。
研究成果
激光-MIG复合焊-钎焊成功制备出润湿性良好、力学性能优异的Ti/Al异种接头。金属间化合物层厚度与形貌的变化会影响抗拉强度:增强型接头达到AA6061铝合金88%的强度且断裂发生在热影响区,未增强型接头强度为81%。该方法在轻量化应用中展现潜力,但需控制金属间化合物形成以优化性能。
研究不足
该研究仅限于特定合金(AA6061和Ti6Al4V)及接头形式(无坡口对接)。金属间化合物层厚度存在差异,可能影响接头强度,且该方法未必适用于所有接头尺寸或材料。不同条件下可能需要优化参数。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用激光-MIG复合焊接-钎焊技术实现AA6061铝合金与Ti6Al4V钛合金的无坡口对接连接。该方法因协同热源具有能效高和适应性强的特点而被选用,参数经过优化以获得优质接头。
2:样品选择与数据来源:
基材为AA6061-T6铝合金和Ti6Al4V钛合金板材(100 mm×50 mm×1.2 mm),使用直径1.2 mm的Al-Si填充焊丝4047(Al-12Si)。样品经机械打磨和化学清洗制备,Ti6Al4V表面涂覆20-30微米厚的非腐蚀性助焊剂(KAlF4)。
3:2 mm),使用直径2 mm的Al-Si填充焊丝4047(Al-12Si)。样品经机械打磨和化学清洗制备,Ti6Al4V表面涂覆20-30微米厚的非腐蚀性助焊剂(KAlF4)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括激光源(功率600 W)、MIG焊枪、立体显微镜(JENOPTIK)、光学显微镜(ZEISS-A1M)、扫描电子显微镜(日立SU8010)、能谱仪(EDS;GENESS)、力学测试机(CMT4304)和数字显微硬度计(HXD-1000TM)。材料包含基材、填充焊丝、助焊剂及纯度99.999%的氩气保护气。
4:0)、能谱仪(EDS;GENESS)、力学测试机(CMT4304)和数字显微硬度计(HXD-1000TM)。材料包含基材、填充焊丝、助焊剂及纯度999%的氩气?;て?。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:焊接时激光束向铝合金侧偏移0.5 mm,送丝速度2.2 m/min,焊接速度1.8 m/min,采用双面氩气保护。焊后截取横截面通过显微镜、SEM、EDS、拉伸测试(加载速度0.5 mm/min)和显微硬度测试(载荷100 g持续15秒)进行分析。
5:5 mm,送丝速度2 m/min,焊接速度8 m/min,采用双面氩气保护。焊后截取横截面通过显微镜、SEM、EDS、拉伸测试(加载速度5 mm/min)和显微硬度测试(载荷100 g持续15秒)进行分析。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:通过SEM和EDS分析微观组织及元素分布,测量并对比抗拉强度与显微硬度,解读接头性能与断裂机制。
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