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激光焊接技術之-鋼鋁焊接技術
點擊次數：651 發布時間：2015-3-30
激光焊接技術之-鋼鋁焊接技術
時間:2015-03-24 14:24來源:創想激光 作者:創想激光 點擊: 100 次
激光焊接技術之-鋼鋁焊接技術 激光焊接技術運用在相同的金屬物質表面上進行焊接已經是相對成熟的一種技術了，但是在我們的生產當中，往往有許多的不同金屬物質需要焊接在一起的，例如汽車產品中剛和鋁材的焊接。 對于鋼/鋁兩種金屬的焊接，由于兩者
激光焊接技術之-鋼鋁焊接技術 激光焊接技術運用在相同的金屬物質表面上進行焊接已經是相對成熟的一種技術了，但是在我們的生產當中，往往有許多的不同金屬物質需要焊接在一起的，例如汽車產品中剛和鋁材的焊接。 對于鋼/鋁兩種金屬的焊接，由于兩者之間的固溶度很低，物理、化學性能差異較大，極易反應生成 Fe-Al 脆性金屬間化合物，故嚴重影響焊接接頭的力學性能。但是對于汽車車身多材料結構而言，鋼/鋁、鑄鐵/鋁等兩種不同類型的材料進行連接焊接卻是不能避免的。 以往采用擴散焊和冷壓焊，摩擦焊、超聲波焊、等壓焊方法對鋼/鋁進行焊接，雖然可獲得良好焊接接頭，但這些方法共同的缺點是焊件形狀受到限制。激光焊接與 常規熔焊相比，激光焊用激光束作焊接熱源，具有能量密度高、熱輸入量小、熱量集中、熱源易控制、焊縫深寬比大、熱影響區窄、焊接變形小以及高自動化等 諸多優點。但是，實驗過程中發現，解決焊接區Fe-Al 金屬間化合物的脆性是鋼/鋁激光焊的一大技術難點。 zui近，湖南大學為鋼/鋁激光焊接技術在汽車行業的應用打開了一個新的發展方向！他們在激光焊接中添加Zr粉末，通過改變鋼/鋁界面元素分布、物相組成及微觀組織形態，獲得了鋼/鋁焊接接頭。效果明顯！ 在操作過程中，他們選用Zr作為添加粉末，采用光纖激光器對 1.4 mm 厚的DC51D+ZF 鍍鋅鋼和 1.2 mm 厚的 6016 鋁合金平板試件進行激光搭接焊試驗。鍍鋅鋼與 6016 鋁合金激光搭接焊，激光功率為 1800 W、焊接速度為 50 mm/s、離焦量為+2.0mm、保護氣體為Ar，流量為 20 L/min。 激光焊接技術之-鋼鋁焊接：分別檢測了兩種結果;未添加Zr粉的試樣，鋼/鋁界面層存在許多針狀物質，部分針狀物質在界面層上斷裂，游離而自由形核， 形成新的枝針狀物質，其主要組成為 Fe、Al 元素以 1:1 或 1:3比例形成的Fe-Al 脆性金屬間化合物。相同焊接工藝條件下添加Zr粉末的試樣中，焊縫熔池形貌良好，余高適宜，無明顯氣孔、裂紋等缺陷，對比未添加粉末的試樣，組織晶粒細 小、均勻，鋼/鋁界面層無 Fe、Al 元素組成的 Fe-Al 脆性金屬間化合物的針狀物質。相對于未添加粉末的焊縫區域，添加 Zr 后，焊縫熱影響區域小。X光衍射分析表明，添加 Zr粉末的試樣，未形成 Fe-Al 脆性金屬間化合物，卻形成了新的物相 ZrFe3.3Al1.3。可見，由于ZrFe3.3Al1.3韌性相抑制 Fe-Al 脆性金屬間化合物生成，因此證明，添加 Zr 能明顯提高鋼/鋁焊接接頭的力學性能。 焊接試樣的剪切強度測試表明，未添加粉末的試樣，平均剪切強度為34.53 MPa；添加 Zr粉末的試樣，平均剪切強度為 43.88 MPa，焊接接頭的平均剪切強度提高明顯。未添加粉末的試樣，微觀形貌表現為河流狀花樣，鋼/鋁試樣呈現典型脆性斷裂特征。添加Zr 粉末的試樣，微觀形貌含有微量韌窩，表現為混合性斷裂特征。 總之，在鋼-鋁激光焊接中添加Zr粉末，不僅可以細化晶粒，而且Zr與 Al 和 Fe 會形成韌性相，抑制 Fe-Al 脆性金屬間化合物的生成，從而明顯改善鋼/鋁焊接接頭的力學性能。同樣我在激光技術運用上，例如激光打標這個工序在很多時候也是需要加上激光粉，來輔助實 現一些產品的不吸光的時候來改變效果。 是很有代表性的說明了激光焊接雖然大多數情況下是不需要耗材的，但是在某些特殊的材料上加上輔助的焊接耗材或許效果就更好，運用也就更廣泛了！ |