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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 钢与铝的激光-CMT复合焊接钎焊

    摘要： 提出了一种结合冷金属过渡（CMT）电弧的激光穿透焊接-钎焊方法，用于改善5052铝合金与Q235低碳钢采用ER5356焊丝进行对接接头时的焊缝成形和界面反应不均匀性。研究了送丝速度、光束偏移量和焊接速度对焊缝成形、界面微观结构和接头抗拉强度的影响。该方法改善了对接激光焊接-钎焊中存在的咬边缺陷，获得了成形良好的接头并促进了界面反应的均匀分布。界面金属间化合物（IMCs）层由Fe2Al5和Fe4Al13组成，其厚度被控制在3-5 μm。焊缝显微组织由α-Al和Al3Mg2构成。随着送丝速度的增加，脆性IMCs层增厚导致抗拉强度下降。当焊接速度或光束偏移量增加时，IMCs层厚度减小但焊缝成形变差。抗拉强度先升高后降低，最高抗拉强度超过80 MPa，接头沿界面在IMCs层处断裂。

    关键词： 金属间化合物，激光-CMT电弧复合焊-钎焊，异种金属焊接，低碳钢，铝合金

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 厚钢板/铝对接接头的混合激光-金属惰性气体深熔焊接

    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。

    关键词： 激光-金属惰性气体焊接，极限抗拉强度，小孔焊接，金属间化合物，钢/铝接头

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 双束激光焊接-钎焊铝/钢异种金属的界面特征与力学性能

    摘要： 采用双光束激光焊接-钎焊技术，在无需填充金属的条件下成功实现了DP590钢与AA7075铝合金的搭接连接。通过引入衍生激光束，有效改善并控制了润湿角、润湿距离及金属间化合物(IMC)层厚度。研究发现：随着激光功率从1.0 kW增至1.6 kW，液态铝在钢表面的润湿性显著提升——润湿角由25.3°降至17.8°，润湿距离由2.17 mm增至3.19 mm。钎焊界面存在两种IMC相：靠近钢侧的η相(Fe2Al5)呈扁平形态，邻近焊-钎缝区的θ相(FeAl3)呈针状形态。当激光功率从1.0 kW升至1.6 kW时，IMC层厚度从8.37 μm增加到12.12 μm。拉伸试验表明：润湿性和IMC层厚度均影响焊-钎接头强度，润湿性差及IMC层过厚会导致接头强度降低并在钎焊界面发生断裂。当激光功率为1.4 kW时，获得平均123.7 MPa的最佳接头抗拉强度。

    关键词： 抗拉强度、焊接-钎焊、金属间化合物、双光束激光、铝/钢异种金属

    更新于2025-11-28 14:24:20

  • 激光-MIG焊接-钎焊制备的Ti/Al异种接头组织与力学性能

    摘要： 我们采用无坡口激光-MIG复合焊-钎焊工艺，将AA6061铝合金与Ti6Al4V钛合金这两种异种轻金属进行了对接焊接。通过优化激光与电弧参数，获得了成形良好且力学性能优异的可靠接头。利用扫描电子显微镜和能谱仪研究了金属间化合物（IMCs）层的微观结构，并测试了带/不带强化区的接头抗拉强度。金属间化合物的形貌与厚度在接头各区域呈现差异：Ti6Al4V上表面形成连续薄层TiAl3，并有部分棒状IMCs向熔合区生长；对接面高热输入区（因高功率激光耦合MIG电弧导致热量集中）形成厚度约10.0微米的双层IMCs（近钛合金侧为TiAl，近熔合区侧为TiAl3）；对接面低热输入区双层IMCs变得连续均匀，锯齿状形貌消失且层厚减至4.0微米；接头背面化合物层（TiAl3）厚度约1.0微米。带强化区与无强化区接头的平均抗拉强度分别为226MPa和210MPa，分别达到AA6061母材强度的88%和81%。

    关键词： 异种接头，钛合金，金属间化合物，激光-MIG复合焊接-钎焊，铝合金

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 超快激光表面织构化不锈钢上Al-Si合金的润湿与铺展行为

    摘要： 采用超快激光对不锈钢表面进行烧蚀，成功制备出包括微沟槽、微凹坑及微纳波纹在内的周期性表面微结构。以典型的反应润湿体系Al-Si合金为研究对象，考察其在激光加工不锈钢表面的润湿铺展行为。结果表明：润湿过程中存在初始快速铺展和梯度平衡两个阶段。与原始表面相比，由于激光加工后形成的几何特征及纳米级氧化残留物，Al-Si合金在微沟槽和微凹坑表面的润湿性较差；而微纳波纹表面因形成微纳分级结构并增强毛细作用，使Al-Si合金展现出更优的润湿性。研究还发现润湿铺展过程会形成界面反应层，表面微结构能促进界面冶金反应，从而增加反应层厚度。该方法为改善Al-Si/不锈钢反应润湿体系的润湿性、铺展性及冶金反应提供了新途径，可拓展至其他反应润湿体系应用。该技术有望改进钎焊、锡焊、涂层等涉及固液界面相互作用的相关工艺。

    关键词： 反应润湿系统、润湿与铺展、金属间化合物、超快激光加工、表面微织构

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 铝/铜激光填充钎焊接头显微组织与性能研究

    摘要： 采用IPG-YLS-4000光纤激光器焊接T2铜板与LY16铝合金板，以Zn-10%Al药芯焊丝作为填充材料，通过SEM和EDS对焊缝接头组织进行观察分析，并研究了激光功率、焊接速度及线能量对焊缝接头力学性能的影响。结果表明：接头主要分为铜侧钎焊区、焊缝中心区和铝侧熔焊区。其中铜侧钎焊区存在两层由金属间化合物（IMC）组成的界面反应层，第一层为条带状CuZn化合物，第二层为羽状Al2Cu相；焊缝中心区主要由块状α-Al相和枝晶状β-Zn相组成。随着激光功率、焊接速度及线能量的增加，接头抗拉强度先升高后降低，IMC层厚度随线能量增加呈线性增长。最佳工艺参数为：激光功率2200W、焊接速度0.9m/min、线能量1446.67J/cm时，IMC层厚度为10.11μm，抗拉强度达到最大值252.6MPa。

    关键词： 金属间化合物，铝/铜激光焊接，微观结构，力学性能，Zn-10%Al药芯焊丝

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • [IEEE 2018年第19届国际电子封装技术会议（ICEPT）- 上海（2018.8.8-2018.8.11）] 2018年第19届国际电子封装技术会议（ICEPT）- 镍层厚度对超薄ENEPIG镀层金属间化合物及可靠性的影响

    摘要： 无电解镍磷/无电解钯/浸金（ENEPIG）是一种具有良好可焊性、广泛适用性和可靠机械性能的常见表面处理工艺。随着集成电路的微型化与高度集成化，高厚度镍磷层会因巨大电阻影响信号完整性。本研究聚焦镍层厚度对金属间化合物（IMC）形貌演变及ENEPIG可靠性的影响：采用商业SAC305焊料在不同镍厚（0.3μm和3μm）上回流焊接以研究铜/镍IMC演化（OSP样品作为对照），通过150°C时效实验评估长期热稳定性，并在各时效阶段进行高速剪切测试测定IMC机械强度及断裂形貌分析。时效后形成扇贝状(Cu,Ni)6Sn5 IMC且其厚度随时效增加；脆性IMC (Cu,Ni)3Sn首先在超薄ENEPIG中出现且剪切强度轻微下降，256小时时效后超薄镍层完全消耗并形成大量(Cu,Ni)3Sn，而5μm ENEPIG仍保持良好阻隔效应。即使镍层耗尽，相比OSP，超薄ENEPIG仍对IMC生长具有一定抑制作用，可能源于NiSnP层的形成。后续将开展跌落测试与温度循环测试，并结合先前IMC演化结果呈现失效模型及成因。

    关键词： ENEPIG、镍层厚度、可靠性、超薄、金属间化合物

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 一种数据驱动的框架，用于预测激光焊接过程中SAC/Cu体系中界面Cu6Sn5金属间化合物的形貌

    摘要： 一种结合实验激光钎焊、有限元分析与机器学习的数据驱动方法，被用于预测Sn-xAg-yCu/Cu（SAC/Cu）体系中界面金属间化合物（IMC）的形貌。研究人员采用光纤激光器对六种不同Ag/Cu重量配比的SAC焊料进行加工，激光功率范围30-50 W，扫描速度范围10-240 mm/min，通过扫描电镜表征发现所得IMC形貌可分为柱状与扇贝状两类。针对不同合金成分与激光参数，运用有限元法（FEM）计算焊料/基板界面温度的瞬态分布。将FEM生成的数据集输入神经网络，通过温度相关的Jackson参数（αJ）量化值预测IMC形貌。神经网络预测的αJ数值经实验IMC形貌验证。研究估算了每种焊料成分在给定功率下柱状与扇贝状IMC形貌转变的临界扫描速度：在30 W功率时Sn-0.7Cu具有最大临界扫描速度，在40 W和50 W输入功率时Sn-3.5Ag合金具有最大临界扫描速度，因而这两种焊料在激光钎焊过程中最易形成柱状界面IMC，可推断为承受剪切载荷应用中最适宜的SAC焊料。

    关键词： 神经网络，金属间化合物，无铅焊料，有限元法（FEM），激光参数，形貌

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 钢铝T型接头激光焊接设计

    摘要： 采用激光传导焊接工艺，以T型接头形式直接连接厚度均为6mm的DH36钢与AA5083铝合金。通过调节工艺能量（功率密度与作用时间）研究了该工艺对焊缝完整性及质量的影响，重点考察了裂纹、气孔及金属间化合物层形成情况。试验通过激光照射钢表面产生的热量，使嵌入钢板4mm深槽中的铝板熔化，成功制备出T型接头。所得金属间化合物层厚度小于5μm。虽然较高能量水平下观察到沿金属间化合物层的裂纹，但由于构件创新设计使金属间化合物在载荷作用下处于压应力状态，接头仍保持良好强度。

    关键词： 铝，异种金属连接，钢，接头设计，激光焊接，T型接头，金属间化合物

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 金属间化合物TiAl激光金属沉积过程中的氧增益与铝损失

    摘要： 为制造航空工业用涡轮部件，采用钛铝系等轻质结构材料。典型代表是原子百分比为Ti-43.5Al-4Nb-1Mo-0.1B（商业名称TNM）的合金。先前研究通过激光金属沉积工艺对TiAl进行实验，评估该技术修复缺陷、损伤或磨损叶片的潜力，成功调整了包括后处理热处理在内的工艺参数。然而氧元素吸收仍是钛及钛铝合金激光增材制造的关键问题。本研究分析了氧吸收量与工艺参数及粉末粒径的函数关系，结果表明构建速率和粉末粒径会影响致密化材料的氧含量。

    关键词： 激光加工与熔覆、金属间化合物、相变、航空发动机部件、微观组织

    更新于2025-09-19 17:13:59