采用并排配置的双光束激光焊接异种钢/铝接头

摘要： 采用双光束同轴并行配置的激光焊接技术，对厚度为1.5毫米的异种钢/铝搭接接头进行了焊接。研究重点考察了双光束功率比(Rs)和双光束间距(d1)等关键工艺参数对钢/铝接头特性（包括焊缝形貌、界面微观组织、抗拉强度及断裂行为）的影响。结果表明：同轴并行的双光束激光焊接能获得无焊接缺陷的优质钢/铝搭接接头。Rs与d1工艺参数对焊缝外观、铝合金侧熔深(P2)及焊接缺陷具有显著影响。P2深度变化及铝/焊缝界面的位置差异，会导致金属间化合物(IMC)层在形貌与厚度上呈现非均匀微观结构。电子背散射衍射(EBSD)相图分析显示，铝/焊缝界面形成的IMC层包含针状θ-Fe4Al13相和致密板条状η-Fe2Al5相，并在钢/铝接头焊缝晶界处检测到极细小的θ-Fe4Al13与η-Fe2Al5相。最终发现P2与钢/铝接头抗拉强度存在匹配关系，当Rs=1.50时采用同轴并行双光束焊接获得的接头抗拉强度达到最大值109.2 N/mm。根据P2差异会出现两种断裂路径模式，其中具有最佳P2值的钢/铝接头展现出较高的抗断裂性能。