添加不同合金粉末激光熔钎焊铝/钢异种金属接头的组织与性能
2018-06-22,,,
机械工程材料 2018年6期
关键词:焊缝
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(1.天水师范学院机电与汽车工程学院,天水 741001;2.新疆八一钢铁股份有限公司,乌鲁木齐 830000; 3.兰州理工大学,有色金属合金省部共建教育部重点实验室,兰州 730050)
0 引 言
铝/钢复合结构件具有强度高、耐腐蚀、轻质等优点,在航空航天、船舶、汽车制造等领域引起了广泛关注,显示出了良好的应用前景。铝和钢的固溶度小,热物理性能差异大,在连接过程中铝、铁原子易生成脆性的铝铁金属间化合物,导致接头力学性能的降低。虽然采用摩擦焊、超声波焊、扩散焊、冷压焊等新型压焊方法可获得性能良好的焊接接头,但是焊接件的形状受到限制[1-3]。激光焊接具有能量密度高、热输入小、热量集中、热源易控制、焊缝深宽比大、热影响区窄、焊接变形小以及高效高自动化等优点[4-5],是理想的铝/钢异种金属焊接方法。但激光焊接同样面临着在铝钢界面处易形成脆性铝铁金属间化合物的问题[6-8]。近年来,研究人员通过在铝/钢激光焊接过程中添加不同成分的合金粉末来改变铝/钢界面的元素分布和组织形态,以获得性能良好的铝/钢焊接接头[9]。
硅、锌、锰、镁、硼等合金元素可以改善液态铝在钢表面的浸润铺展,抑制铝铁金属间化合物的形核生长,细化晶粒并形成细小的金属间化合物,从而提高铝/钢接头的性能。为了研究化学成分不同的合金粉末对激光焊接铝/钢接头性能的影响,作者在铝粉中添加了不同含量的硅、锌、锰、镁、硼粉,配制了五种成分的合金粉,将不同成分的合金粉涂敷在焊道表面,采用高频横流激光器对不等厚ST04Z镀锌钢板和5A06铝合金进行激光熔钎对接焊,研究了焊接接头的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能,为激光焊接异种金属提供试验基础和技术支持。……
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