車用異種金屬激光焊接的魯棒性分析

車用異種金屬激光焊接的魯棒性分析

推動電動汽車的發展，是未來汽車行業發展的主要方向。由于電動汽車的性能高度依賴于電池系統的功率和容量，因此電池系統的制造技術成為了電動汽車生產的核心技術。電池系統中的集流體通常由鋁和銅構成，由于這兩種材料具有不同的物理特性，因而傳統的融合焊很難實現它們間的連接。即使采用傳統的融合焊實現這兩種金屬的連接，也會在焊接處產生金屬氧化物，而這種金屬氧化物的機械強度和導電系數都較低。為解決該問題，開始采用能夠實現異種金屬連接的激光焊接。

與傳統融合焊相比，激光焊接具有使工件變形小、熱影響區域小等優點，但其對焊接組件的品質和焊接條件要求較高。通過試驗對激光焊接的魯棒性進行分析。試驗時，選擇AA 1050/1100鋁合金和陽極氧化后的AA 1145鋁合金與SF/E銅合金相連，試樣尺寸為40mm×40mm。焊縫長度設定為30mm，采用德國通快TruFiber 400光纖激光機進行激光焊接，激光光斑直徑31μm，激光路徑由德國施肯拉公司生產的HS20 2D掃描頭控制。焊接時，分別設定不同的母材強度、母材表面粗糙度、涂層、焊接功率等工藝參數和材料處理過程。對不同工藝參數和材料處理過程形成的焊接件焊接處進行機械搭接剪切試驗和金相分析。結果表明，母材表面的粗糙度和涂層對激光焊接連接處的機械強度無影響。母材的硬度對激光焊接連接處的機械強度有影響，硬度越大連接處的強度越高。母材板件之間的間隙對激光焊接連接處的機械強度影響最大，最小化這一間隙能夠保證焊接性能。

Pascal Schmalen et al.SAE

2016-01-0198.

編譯：李臣