談鋼異種金屬激光對接焊接頭質(zhì)量的影響pdf

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1、學兔兔www.xuetutu.com第50卷第l4期機械工程學報vol_5ONO.142014年7月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGJu1.2Ol4DoI:10.3901/JME.2014.14.143銅箔中間層對鋁/N異種金屬激光對接焊接頭質(zhì)量的影響木楊旭東石巖劉佳(長春理工大學機電工程學院長春130022)摘要:采用添加銅箔中間層方式對08A1鋼與5083鋁合金進行激光對接焊試驗,試驗過程中將光斑偏向鋼一側(cè)。以焊縫成形質(zhì)量為標準,獲得了最優(yōu)的焊接工藝參數(shù)組合。采用金相顯微鏡和掃描電鏡分析銅箔中間層對界面處熔合情況、

2、元素分布及焊縫各區(qū)域微觀組織結構的影響。研究結果表明,當光束偏移距離為0.4rain,離焦量為0II1I/1,激光功率為2kW,焊接速度為10mm/s,保護氣He流量為15L/min時焊縫表面連續(xù)、平整,無飛濺、夾雜和咬邊等缺陷,背部熔透均勻,焊縫成形質(zhì)量最佳。添加的銅箔中間層形成鋁和鋼之間的過渡橋梁,使對接面處鋁/鋼物理性質(zhì)過渡平緩,有效降低了界面處液態(tài)金屬的溫度梯度和熱傳遞速度,液態(tài)熔池的高溫停留時間延長使得下部金屬獲得更多的有效熱量,熔化量顯著增加。焊縫截面形狀從T形轉(zhuǎn)變?yōu)閮深^寬中間窄的近似X形,界面處熔合線呈現(xiàn)不規(guī)則的彎曲狀,鋁/鋼相互咬

3、合,連接緊密。銅箔中間層抑制了Al元素向鋼側(cè)焊縫的擴散,鐵索體晶粒內(nèi)第二相粒子明顯減少。鋁/銅/鋼接頭斷裂形式為解理斷裂和準解理斷裂相混合,界面處生成Y(Fe,Cu)4A1l3、(Fe,Cu)2A15和CuA12脆性相,是限制接頭強度提升的主要原因。關鍵詞:激光焊;鋁/鋼;銅箔;脆性相中圖分類號:TG401EffectofCuFoilonLaserButtWeldingQualityofAluminum/Stee1.DissimilarMetalsJointYANGXudongSHIYanLIUJia(SchoolofElectromechani

4、calEngineering,ChangchunUniversityofScienceandTechnology,Changchun130022)Abstract:LaserbuttweldingiSheldon08A1steelto5083aluminumalloywithCufoilinterlayer.Laserspotisshiftedtothesideofsteelduringthetest.Optimalprocessparametersaredeterminedbyanalysisandcontrastoftheweldingfor

5、mation.TheinfluenceofCuelementsoninterfacefusion,elementsdistributionandmicrostructureofweldzoneareanalysisedbyusingopticalmicroscopeandscanningelectronmicroscope.Theresultsshowthatweldingqualityisbestwhilethebeamoffsetdistanceis0.4nllTl,defocusingamountis0mm,laserpoweris2kW,

6、weldingspeedis10mm/s,flowofHegasis15L/min.Thecopperfoilinterlayerformsabridgebetweenaluminumandsteel,whichmakesthetransitionofthephysicalpropertiesofaluminum/steelmoresmoothandeffectivelyreducedthetemperaturegradientandheattransferrateattheinterfaceoftheliquidmetal,whilethere

7、sidencetimeofhightemperatureofthemoltenpoolisextended,SOthatthelowermetalobtainsmoreeffectiveheatandthemeltingincreasedsignificantly.Thesectionshapeofweldchangesfrom?T’toapproximate?X’.Theinterfacefusionlineisirregularlycurved.a(chǎn)luminumandsteelmeshedandconnectclosely.TheCUfoil

8、inhibitsthediffusionofaltothesideofsteel,andthesecondphaseparticlesw

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