汽車制造時(shí)將鋼/鋁合金結(jié)合起來使用,能夠?qū)崿F(xiàn)車身強(qiáng)度不降低的前提下,極大地減輕車身的質(zhì)量,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。選取100 mm×50 mm×1.5 mm的DC01冷軋鋼板和相同尺寸的6010鋁合金進(jìn)行光纖激光搭接焊接試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)激光功率P=1 900 W,焊接速度v=45 mm/s,離焦量f=-3 mm時(shí)獲得的焊接接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值100.21 MPa。隨后在搭接面添加0.2 mm的Cu中間層后,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加Cu中間層后接頭強(qiáng)度提升到144.91 MPa,焊縫中心硬度顯著提高。金相顯微鏡觀察表明,添加Cu中間層可以增大焊縫深寬比,同時(shí)細(xì)化晶粒。XRD結(jié)果表明,添加中間層后有新物相生成,主要為Al-Cu系化合物。EDS線掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn),添加中間層后金屬間化合物層由40μm降低至20μm。 

【文章來源】：應(yīng)用激光. 2020,40(04)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

母材放置方式

硬度的變化趨勢(shì)是焊接接頭組織和力學(xué)性能的一個(gè)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。圖6是鋼/鋁合金焊接接頭添加中間層前后鋁側(cè)顯微硬度分布,可以看出,兩種焊接接頭的硬度分布大致為兩端高、中間低,從母材到焊縫區(qū)顯微硬度呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。激光焊接接頭主要由母材、熱影響區(qū)、熔合區(qū)和焊縫組成。硬度分布呈現(xiàn)該趨勢(shì)主要是由于熔池內(nèi)液態(tài)金屬的溫度梯度(G)、過冷度、晶體生長(zhǎng)速度(R)和合金元素含量造成的。激光深熔焊時(shí)熔池內(nèi)液態(tài)金屬具有較大的過冷度,這往往有利于枝狀晶的生長(zhǎng)。焊縫中心與邊緣晶粒差別主要與G∶R比值有關(guān)。在熔合線附近溫度梯度較大,G∶R比值較大,有利于枝狀晶的形成;焊縫中心區(qū)域溫度梯度小、晶體生長(zhǎng)速度快,G∶R比值較小,有利于等軸晶的形成[14]。焊縫的硬度與焊縫組織和合金元素的含量有關(guān)。焊縫的 晶粒比母材的晶粒小,焊縫硬度受細(xì)晶強(qiáng)化的影響而高于母材。由于熔合區(qū)的合金元素含量高于焊縫中心區(qū),焊接接頭熔合區(qū)的硬度大于焊縫中心區(qū)等軸晶的硬度。未添加中間層時(shí),焊接接頭最高硬度為1 231 HV,焊縫中心硬度在500 HV-750 HV的范圍;添加Cu層后,焊接接頭最高硬度為1 373 HV,焊縫中心硬度由于細(xì)晶強(qiáng)化作用而顯著提高,大致為750 HV～1 000 HV。

由焊接熱輸入公式E=P/(vd)可知,當(dāng)光斑直徑d不變時(shí),激光功率P和焊接速度v是影響焊接熱輸入值的重要參數(shù),焊接熱輸入E的大小決定焊縫的熔寬和熔深[11]。由圖2可知,當(dāng)焊接速度v為45 mm/s,離焦量f為-3 mm時(shí),隨著激光功率P的增加,熱輸入E增加,材料的流動(dòng)性增強(qiáng),因此焊縫熔寬由圖2(a)到(e)逐漸增加,熱影響區(qū)的寬度也隨之增加。功率為1 900 W時(shí)焊縫表面魚鱗紋細(xì)密均勻,焊縫邊緣過渡連續(xù)、圓滑,焊縫背面未焊透,熱影響區(qū)窄,焊縫成形質(zhì)量比較理想,剪切強(qiáng)度達(dá)到最高,為100.21 MPa。當(dāng)功率增加到2 000 W,焊接熱輸入繼續(xù)增加,熔寬和熱影響區(qū)變大,焊接時(shí)有明顯飛濺產(chǎn)生,導(dǎo)致熔池金屬量減小,焊縫表面凹凸起伏,邊緣有焊瘤產(chǎn)生,成形質(zhì)量較差。此外,焊縫背面焊穿,導(dǎo)致背面氣體保護(hù)性能不良,有開裂現(xiàn)象,剪切強(qiáng)度降低,僅為21.33 MPa。2.1.2 焊接速度對(duì)焊縫成形的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]萬(wàn)瓦級(jí)光纖激光深熔焊接厚板金屬蒸汽行為與缺陷控制[D]. 張明軍.湖南大學(xué) 2013
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碩士論文
[1]白車身激光焊接單元設(shè)計(jì)與搭接焊接頭性能研究[D]. 顧春影.湖南大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3334148