谭 哲，刘金水，周惦武，胡林西，卢源志，贾 骁，姜德福



双相钢/镁合金添加Sn箔激光热传导焊及数值模拟

谭 哲1, 2，刘金水1, 2，周惦武1，胡林西1，卢源志1, 2，贾 骁1，姜德福1

(1. 湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082；2. 湖南大学 材料科学与工程学院，长沙 410082)

采用光纤激光器作为焊接热源，对1.4 mm厚DP600双相钢和1.8 mm厚AZ31镁合金平板试件进行钢上、镁下搭接、钢/镁层间添加Sn箔的激光热传导焊试验，通过试验调整优化焊接工艺参数，获得最佳焊缝成形，采用卧式金相显微镜、带有能谱仪(EDS)的扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)等观察添加Sn箔钢/镁接头的显微组织、界面元素分布和相结构组成；利用ANSYS有限元软件，考虑材料物性参数的温度相关性、初始条件、边界条件等因素影响，建立钢/镁异种金属激光焊接非线性三维传导有限元模型，模拟计算钢/镁焊接接头的温度场分布。结果表明：添加Sn箔可实现钢/镁之间的有效连接，焊接模式为激光热传导焊，模拟计算获得熔池形状、尺寸与实际焊缝基本吻合，验证采用高斯体热源模型用于模拟双相钢/镁合金焊接接头温度场的合理性；由于添加Sn箔减缓从上层钢板向下层镁合金的热量传递，起到一定程度的隔热效果，利于熔沸点差异大的钢、镁同时熔化，此外上层钢侧冷却速度降低，延长钢板与Sn箔中Fe、Sn元素的相互扩散时间，导致钢/镁界面中钢侧过渡区域生成FeSn、Fe1.3Sn、Fe3Sn等Fe-Sn相，镁侧过渡区域生成Mg2Sn相。因此，添加Sn箔有助实现双相钢/镁合金异种金属的有效连接。……