车用异种金属激光焊接的鲁棒性分析

推动电动汽车的发展，是未来汽车行业发展的主要方向。由于电动汽车的性能高度依赖于电池系统的功率和容量，因此电池系统的制造技术成为了电动汽车生产的核心技术。电池系统中的集流体通常由铝和铜构成，由于这两种材料具有不同的物理特性，因而传统的融合焊很难实现它们间的连接。即使采用传统的融合焊实现这两种金属的连接，也会在焊接处产生金属氧化物，而这种金属氧化物的机械强度和导电系数都较低。为解决该问题，开始采用能够实现异种金属连接的激光焊接。

与传统融合焊相比，激光焊接具有使工件变形小、热影响区域小等优点，但其对焊接组件的品质和焊接条件要求较高。通过试验对激光焊接的鲁棒性进行分析。试验时，选择AA 1050/1100铝合金和阳极氧化后的AA 1145铝合金与SF/E铜合金相连，试样尺寸为40mm×40mm。焊缝长度设定为30mm，采用德国通快TruFiber 400光纤激光机进行激光焊接，激光光斑直径31μm，激光路径由德国施肯拉公司生产的HS20 2D扫描头控制。焊接时，分别设定不同的母材强度、母材表面粗糙度、涂层、焊接功率等工艺参数和材料处理过程。对不同工艺参数和材料处理过程形成的焊接件焊接处进行机械搭接剪切试验和金相分析。结果表明，母材表面的粗糙度和涂层对激光焊接连接处的机械强度无影响。母材的硬度对激光焊接连接处的机械强度有影响，硬度越大连接处的强度越高。母材板件之间的间隙对激光焊接连接处的机械强度影响最大，最小化这一间隙能够保证焊接性能。

Pascal Schmalen et al.SAE

2016-01-0198.

编译：李臣