鋁合金與鋼板異種金屬激光焊接的可視化評價

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鋁合金與鋼板異種金屬激光焊接的可視化評價

使用MIG或激光焊接裝置進行鋁合金與鋼的異種金屬焊接時，在接合界面Fe-Al系的脆弱金屬間化合物（IMC）造成接合強度降低。為此，日本神戶制鋼所對汽車常用的鋁合金與熱浸鍍鋅鋼板（GA鋼板）及冷軋鋼板等異種金屬的熔焊技術進行研究。介紹了使用MIG焊接和激光焊接裝置以及可以得到良好焊接強度的鋁焊接劑管狀焊絲（下稱鋁FCW），進行鋁合金和鋼的異種金屬焊接的連接技術。使用現有釬焊用鋁FCW對異種金屬進行MIG焊接或激光焊接時，IMC的形成受到一定程度的控制，可以得到與鋁合金和鋁合金同種金屬焊接接頭同樣的拉伸剪切強度。把釬焊用鋁FCW應用于鋁合金與鋼的異種金屬焊接，存在焊絲壓曲、熔滴流動不穩定、焊渣過多、焊接強度不足等問題，實際應用較困難。為此開發了新的鋁FCW。使用高速照像機對使用新鋁FCW進行鋁和鋼激光焊接的狀態進行跟蹤觀察，實施可視化評價。

試驗用板厚1.0mm的AA6022鋁合金板，板厚為1.2mm的 980MPa級GA鋼板，焊絲使用新開發的Φ1.2mm鋁FCW。為進行比較，采用相同直徑的A4047WY及鋁合金釬焊用FCW。采用激光搭接角焊的方法。利用高速照像機對焊接狀態進行攝影，進行可視化評價。

試驗和分析研究結果顯示，FCW具有抑制熔池溫度和確保鋼材表面浸濕性的作用。使用熱電偶對激光焊接時的熔池溫度進行測量。每種焊絲通過激光照射部位時，都達到激光本身的溫度（2000℃以上）。雖然峰值溫度未能準確測出，但冷卻曲線表明，鋁FCW的溫度低。釬焊用FCW和新開發鋁FCW的溫度差較小。使用新開發鋁FCW僅生成較薄的IMC層，獲得了許多重要數據。

刊名：輕金屬溶接（日）

刊期：2014年第5期

作者：海言殼一正

編譯：郝長文