表面處理對(duì)鋁-鋼異種金屬激光填粉焊接質(zhì)量的影響.pdf

1、由于輕量化的車身設(shè)計(jì)能夠降低油耗和尾氣排放，近年來(lái)紛紛被汽車制造商采用。所謂的輕量化的車身就是采用部分輕質(zhì)金屬取代傳統(tǒng)意義的鋼材。而鋁合金具有質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高等得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)成為與鋼進(jìn)行連接的首選。但是二者物理和化學(xué)性能差別巨大，若直接進(jìn)行鋁/鋼焊接很難獲得良好的焊接接頭。因此本文采用Nd-YAG激光器對(duì)經(jīng)鍍層處理的低碳鋼板與鋁合金板進(jìn)行了異種金屬激光填粉熔-釬焊試驗(yàn)研究，期望通過(guò)對(duì)鋼表面不同的表面鍍層處理來(lái)改善鋁/鋼的焊接性。試驗(yàn)過(guò)程

2、中采用光譜分析儀對(duì)等離子體進(jìn)行了在線檢測(cè)，研究了焊縫熔深與等離子體的關(guān)系。對(duì)釬接接頭進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試，并研究分析了過(guò)渡層金屬對(duì)激光填粉焊接質(zhì)量的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴銅原子并未與鋁鐵形成三元金屬間化合物，而是以固溶的方式進(jìn)入到結(jié)合面中的α-Al和(Fe,Cu)2Al5中，前者降低了鋁的相對(duì)濃度減緩鋁原子的擴(kuò)散速率，后者直接抑制了Fe2Al5相進(jìn)一步長(zhǎng)大。另外部分Cu原子置換了Fe-Al金屬間化合物的Fe原子形成Al2

3、Cu，抑制了 Fe/Al金屬間化合物的生長(zhǎng)。試件接頭的最大機(jī)械抗力達(dá)到了163N/mm,其斷裂發(fā)生在脆硬的過(guò)渡層處。⑵Zn向鋁鐵兩側(cè)均發(fā)生了擴(kuò)散，并在Al中充分固溶使Al原子的相對(duì)濃度降低，減緩了Al原子向鋼側(cè)的擴(kuò)散，一定程度上減少了金屬間化合物的生成量。接頭強(qiáng)度較好的試件斷裂首先發(fā)生在靠近過(guò)渡層熔化區(qū)一側(cè)，隨后裂紋向釬接邊緣富鋅區(qū)方向擴(kuò)展最終二者剝離開(kāi)來(lái)。⑶鍍Ni層在鋁鐵元素?cái)U(kuò)散的過(guò)程中充當(dāng)了防護(hù)層的作用，抑制了二者的相互擴(kuò)散，并在鋁