卢源志，刘金水，周惦武，谭 哲，贾 骁，胡林西



双相钢/铝合金激光搭接焊添加Mn粉的作用

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

通过双相钢/铝合金有无添加Mn粉激光焊接的对比，揭示钢上、铝下激光搭接焊时Mn粉的作用。对焊接过程进行金属蒸气/等离子体形貌分析及光谱采集，发现添加Mn粉激光焊接时，金属蒸气/等离子体颜色明亮，光谱相对强度和金属蒸气/等离子体的电子密度增加；焊缝EDS分析发现，添加Mn粉时，熔池内部Fe、Al混合宽度减小，铝侧熔池两侧的Al含量增多；剪切试验发现，添加Mn粉焊接接头的平均抗剪强度提高，断口呈现混合断裂特征。由于添加Mn粉加快钢/铝层间热量传递，受热分解产生的金属蒸气在排出过程中，产生强烈向下的反冲作用力，使下层铝合金板材中的焊接匙孔加深，同时，金属蒸气改善下层铝合金的高反射率状况，促进铝合金吸收激光能量，导致焊接熔深增加。此外，熔池流动行为发生改变，下层Al向上层钢侧的扩散受到抑制，熔融态Al向熔宽两侧迁移，在减弱熔池内部Fe、Al混合程度、降低钢/铝界面Fe-Al化合物层厚度的同时，上、下板结合处的焊接熔宽加大，因此添加Mn粉改善钢/铝焊接接头的力学性能。

激光搭接焊；钢/铝异种金属；Mn粉；焊缝成形

双相钢具有较低的屈强比、较高的初始加工硬化速率以及良好强度和延性配合等优点，已成为现代汽车为实现减轻自质量首选的钢种之一[1−2]。……