周惦武，喬小杰，張麗娟，李 升

(湖南大學(xué) 汽車車身先進(jìn)設(shè)計(jì)制造國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410082)

在現(xiàn)有鋼質(zhì)車身骨架結(jié)構(gòu)上，用部分鋁材替代鋼材，通過合理的結(jié)構(gòu)組合實(shí)現(xiàn)一體化承載，充分發(fā)揮鋁合金板材在車身輕量化及強(qiáng)度、剛度等方面的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)車身結(jié)構(gòu)的整體優(yōu)化已成為實(shí)現(xiàn)車身輕量化的主要方法[1]，由于鋼/鋁兩種金屬之間的固溶度低，晶體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性能差異明顯，極易反應(yīng)生成Fe/Al脆性金屬間化合物，從而嚴(yán)重影響焊接接頭的力學(xué)性能，因此較難實(shí)現(xiàn)鋼/鋁異種金屬的優(yōu)質(zhì)高效連接[2-7]。為抑制或減少鋼/鋁激光焊過程中Fe/Al脆性金屬間化合物的產(chǎn)生，近年來國內(nèi)外學(xué)者在激光填絲焊方面開展了一些研究工作。MATHIEU等[8]以6016鋁合金和低碳鋼為實(shí)驗(yàn)材料，利用Nd:YAG激光器，通過填絲(88%Al和12%Si，質(zhì)量分?jǐn)?shù))，在激光功率為2700 W、送絲速度為2.0 m/min和光斑直徑為2 mm的工藝條件下，獲得了較好的焊接接頭，其中金屬間化合物層的平均厚度約為5 μm，但熔池底部厚度達(dá)到20 μm，化合物主要由FeAl3、Fe3Al3Si2和Fe2Al7.4Si等組成。樊丁等[9]利用CO2激光器，以ER4043作為填充焊絲，對5A02鋁合金和ST04Z熱鍍鋅鋼板進(jìn)行焊接試驗(yàn)，當(dāng)激光功率為1700 W、焊接速度為200 mm/min和離焦量為1 mm時(shí)，能實(shí)現(xiàn)鋼/鋁連接，焊縫金屬和鍍鋅板界面區(qū)形成了由FeAlSi、FeAl和FeAl3等組成的金屬間化合物。由于激光填絲焊存在粘絲、頂絲、對送絲精度要求極高等諸多限制，因此，實(shí)現(xiàn)鋼/鋁優(yōu)質(zhì)高效連接，很多工作仍迫切需要開展。

實(shí)現(xiàn)鋼/鋁優(yōu)質(zhì)高效連接，需抑制或減少Fe/Al脆性金屬間化合物的生成，而優(yōu)化激光焊接工藝，使鋁熔化，鋼母材不熔化或少量熔化是解決問題的關(guān)鍵，本文作者以此為目標(biāo)，選擇汽車車身用鍍鋅鋼與6016鋁合金為研究對象，在不添加任何釬料的條件下進(jìn)行激光搭接焊試驗(yàn)；利用ANSYS有限元分析軟件，建立鋼/鋁激光焊熱源模型，基于模擬計(jì)算與溫度同步測量，獲取不同工藝條件下焊接熔深，將其作為訓(xùn)練樣本，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立激光焊條件下焊接功率、焊接速度、離焦量與熔深之間的非線性映射關(guān)系，優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。利用臥式金相顯微鏡、掃描電鏡、X射線衍射儀和微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)等手段對優(yōu)化工藝條件下焊接接頭各區(qū)域的金相組織、斷口形貌、界面元素分布、主要物相與接頭力學(xué)性能進(jìn)行研究，期望為多材料車身結(jié)構(gòu)激光焊的推廣應(yīng)用提供理論指導(dǎo)與技術(shù)支持。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 設(shè)備與材料

采用最大輸出功率為4000 W的YLR-4000鐿光纖激光器，焦距為192 mm，聚焦光斑直徑為0.4 mm，以及ABB五軸聯(lián)動(dòng)激光焊接機(jī)器人；保護(hù)氣體為Ar，氣體流量為15 L/min；實(shí)驗(yàn)?zāi)覆牟捎?016鋁合金和DC51D+ZF鍍鋅鋼，其化學(xué)成分如表1所列，試樣尺寸分別為80 mm×30 mm×1.2 mm和80 mm×30 mm×1.4 mm。為將測量值與模擬計(jì)算值進(jìn)行對比，焊接過程中采用熱電偶對熔池附近板材的溫度進(jìn)行同步測量，為保證測試溫度的靈敏性，采用美國國家儀器(NI)公司生產(chǎn)的4351高精度溫度采集卡，高清K型熱電偶。溫度同步測量所用試驗(yàn)系統(tǒng)如圖1所示。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在進(jìn)行6016鋁合金/鍍鋅鋼激光搭接焊試驗(yàn)時(shí)，鋁放在上面，鋼放在下面，如圖2所示。焊前用240號砂紙進(jìn)行打磨，除去熱作用區(qū)域氧化膜，同時(shí)增加表面粗糙度，以增加放在上層鋁對激光能量的吸收率。用純度為99.5%丙酮清洗除去油污，晾干待焊。焊接過程中，激光頭在進(jìn)給平面內(nèi)與垂直軸線之間的夾角為20°~30°，見圖2中A方向視圖。焊后，用線切割將試樣切割成標(biāo)準(zhǔn)剪切試樣，如圖3所示。將線切割后所得焊縫橫截面進(jìn)行打磨、拋光制成6 mm×8 mm的金相試樣，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的HNO3溶液腐蝕試件，利用臥式金相顯微鏡觀察鋼/鋁焊縫/母材的顯微組織；采用FEI Quanta200電子掃描電鏡自帶能譜EDS檢測分析焊縫界面元素分布與化合物層主要成分；采用西門子 D500X射線衍射儀分析焊縫區(qū)主要物相； 用微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)測試焊接試件的剪切強(qiáng)度；采用電子掃描電鏡分析焊接試件的斷口形貌。

表1 DC51D+ZF和6016鋁合金的化學(xué)成分 Table1 Chemical compositions of DC51D+ZF and 6016 aluminum alloy (mass fraction,%)

圖1 溫度測量系統(tǒng)圖Fig.1 Schematic diagram of temperature measurement system

圖2 鋼/鋁激光熔釬焊實(shí)驗(yàn)過程示意圖Fig.2 Schematic diagram for laser welding-brazing of steel and aluminum

圖3 剪切試樣尺寸 Fig.3 Size of shear test sample

2 熱源模型和邊界條件

激光焊過程是高度的非線性瞬態(tài)，材料熱物理性能隨著溫度的變化而劇烈變化，其熱傳導(dǎo)微分方程[10]為

式中：ρ、c和λ分別為材料的密度、比熱容和導(dǎo)熱系數(shù)，均為溫度的函數(shù)；T 為溫度；t為時(shí)間；Q是內(nèi)熱源強(qiáng)度。

計(jì)算選用表面高斯熱源，其由式(2)表示

式中：q為外部輸入熱流密度；a為熱流集中程度系數(shù)(當(dāng)a值取1、2和3時(shí)，高斯熱源的能量分布百分比分別為63.2%、86.4%和95.02%[11]，研究中a值取3)；R為熱流分布的特征半徑；P為激光功率；α為材料對激光的吸收率；r為某點(diǎn)距激光加熱光斑中心的距離。

當(dāng)t=0時(shí)，工件具有均勻的初始溫度，取周圍環(huán)境溫度，即T=T0=20 ℃；焊接過程中，激光作為外加熱源，激光照射區(qū)域，滿足第二類邊界條件：

式中：n為邊界表面外法線方向。

對于外加激光熱源，采用小步距跳躍式的移動(dòng)熱源來模擬激光束的連續(xù)照射，激光光斑中心點(diǎn)沿掃描方向不斷向前移動(dòng)位移為Δs，其中Δs=timestepv(v為焊接速度，timestep為最小時(shí)間步長)，每次移動(dòng)的光斑中心點(diǎn)的位置為圓心，通過APDL程序?qū)ξ挥诠獍甙霃絽^(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行識別并取點(diǎn)，在這些節(jié)點(diǎn)上加載如式(3)所述的第二類邊界條件，實(shí)現(xiàn)激光能量的加載。對稱面上，考慮絕熱邊界條件：

其余表面上產(chǎn)生對流換熱，滿足第三類邊界條件：

式中：T0為外部環(huán)境溫度；β為總換熱系數(shù)。圖4所示為母材的熱物性參數(shù)(導(dǎo)熱系數(shù)λ、定壓比熱容cp)與溫度T的關(guān)系。

圖4 母材的熱物性參數(shù)隨溫度的變化 Fig.4 Variation of thermophysical properties of base material with temperature: (a) Thermophysical parameters of galvanized steel; (b) Thermophysical parameters of 6016 aluminum alloy

3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在所有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中最成熟、最具代表性，不僅有輸入節(jié)點(diǎn)、輸出節(jié)點(diǎn)，而且還有一層或者多層隱含節(jié)點(diǎn)，對于輸入信息要先向前傳播到隱層節(jié)點(diǎn)上，經(jīng)過各單元的激活函數(shù)運(yùn)算后，將隱層節(jié)點(diǎn)的輸出信息傳播到輸出節(jié)點(diǎn)，最后輸出結(jié)果，如果輸出層結(jié)果得不到期望值，即實(shí)際輸出與期望輸出之間存在誤差，就轉(zhuǎn)入反向傳播過程，將誤差信號沿原來的鏈接通路返回，通過修改各層神經(jīng)元的權(quán)值，逐次向輸入層傳播和進(jìn)行計(jì)算，再經(jīng)過正向傳播，這樣正向傳播和反向傳播的反復(fù)運(yùn)用，使得誤差信號最小。由于存在非線性逼近能力強(qiáng)、算法簡單、自學(xué)性能優(yōu)等特點(diǎn)[12-13]，本文作者采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立如圖5所示的鋼/鋁激光焊工藝參數(shù)與熔池深度之間的3層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型(圖5中P為焊接功率，v為焊接速度，A為離焦量，D為焊接熔深)。

圖5 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) Fig.5 Structure of BP ANN model

4 結(jié)果與討論

4.1 溫度場模擬計(jì)算與實(shí)驗(yàn)同步測量

焊接模擬過程中搭接長度取20 mm，激光束沿中心位置，焊縫長度取30 mm。圖6所示為不同時(shí)刻下的溫度場云圖。其中，6(a)和(c)所示為激光光束在板材上表面掃描時(shí)間為0.2 s時(shí)上表面和縱截面的溫度場分布情況；6(b)和(d)所示為掃描時(shí)間0.5 s時(shí)的情 況。為獲得不同工藝條件下焊接熔深，給出了如圖7所示縱截面的溫度分布等值線圖，其中鋁板在上側(cè)，鋼板在下側(cè)，根據(jù)鋁合金的熔點(diǎn)(660 ℃)和鍍鋅鋼的熔點(diǎn)(1530 ℃)在等值線圖上獲取不同工藝條件下的熔深作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本。

圖6 連續(xù)移動(dòng)激光束作用不同時(shí)刻的溫度場云圖Fig.6 Temperature field nephograms under laser beam at different times: (a) Surface temperature nephogram at 0.2 s; (b) Surface temperature nephogram at 0.5 s; (c) Longitudinal section temperature nephogram at 0.2 s; (d) Longitudinal section temperature nephogram at 0.5 s

圖7 縱截面溫度分布等值線圖Fig.7 Temperature contour map of longitudinal section

為評價(jià)溫度場模擬計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，需將同步測量溫度結(jié)果來進(jìn)行對比。由于靠近焊接接頭熔化區(qū)域的溫度難以測量，本研究中取距離焊縫中心一定距離的D(2 ,15)、E(4 ,15)兩點(diǎn)(位置如圖8所示，Y方向?yàn)楹缚p方向，D、E點(diǎn)分別為鋁板上表面距焊縫不 同距離的點(diǎn))，采用熱電偶測量其在焊接過程中的溫度變化，分別繪制熱循環(huán)曲線，并將試驗(yàn)結(jié)果與模擬得到的熱循環(huán)曲線進(jìn)行對比[14]，所得結(jié)果如圖9所示?？梢钥闯?，實(shí)驗(yàn)同步測量D和E點(diǎn)的升溫速度和峰值溫度與模擬計(jì)算結(jié)果均比較吻合，但與冷卻過程存在一定差距，主要原因是模擬計(jì)算時(shí)簡化了激光加熱過程，未考慮熔池內(nèi)部流動(dòng)所帶來的熱量傳遞影響以及 保護(hù)氣體流動(dòng)對焊縫的冷卻作用。

圖8 板材上定點(diǎn)位置示意圖Fig.8 Schematic diagram of position of dot in plate

圖9 實(shí)驗(yàn)測量溫度值與模擬計(jì)算值的對比 Fig.9 Comparison of measured temperature values and simulation temperature values: (a) Temperature cycling curve of point D; (b) Temperature cycling curve of point E

4.2 工藝參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)4.1節(jié)所述，縱截面溫度場等值線圖中測得不同工藝條件下的焊接熔深見表2。從表2中隨機(jī)抽取20組數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本，剩余5組用來檢測網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確性和泛化性。在采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與預(yù)測激光焊接工藝參數(shù)前，需對網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，訓(xùn)練開始前對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，主要包括：初始化輸入層、隱含層、輸出層矩陣變量；定義隱含層、輸出層神經(jīng)元類型和傳遞函數(shù)類型；初始化各層神經(jīng)元閾值及各神經(jīng)元間的權(quán)值。隱含層傳遞函數(shù)選用logsig函數(shù)，輸出層傳遞函數(shù)選用purelin函數(shù)，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練函數(shù)選用動(dòng)量梯度下降函數(shù)traingdm。對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練時(shí)，設(shè)定網(wǎng)絡(luò)均方差目標(biāo)為0.003，預(yù)設(shè)迭代次數(shù)為5000次，當(dāng)均方差達(dá)到目標(biāo)要求時(shí)自動(dòng)停止，發(fā)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在預(yù)定迭代次數(shù)內(nèi)達(dá)到了誤差目標(biāo)要求，共迭代3155次，收斂過程比較平穩(wěn)。

表2 虛擬正交實(shí)驗(yàn) Table2 Orthogonal simulation experiment

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型經(jīng)過學(xué)習(xí)訓(xùn)練結(jié)束后，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成型，各神經(jīng)元、各層權(quán)值和閾值均已確定。為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性和泛化性，用剩下的5組數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行測試。表3所列為測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練樣本值和預(yù)測值之間差別不大，最大相對誤差為9.30%，最小相對誤差為2.09%，精度控制在10%以內(nèi)，表明網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練成功，網(wǎng)絡(luò)精確度高，網(wǎng)絡(luò)模型能反映訓(xùn)練樣本中輸入值和輸出值之間的非線性映射關(guān)系[15]。

表3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測試樣本值和訓(xùn)練樣本值的比較 Table3 Comparison of testing data and training data of BP ANN

基于建立鋼/鋁激光焊工藝參數(shù)與熔池深度之間的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有良好的精確性和泛化性，利用訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，根據(jù)鋁熔化，鋼母材不熔化或少量熔化的要求，為了抑制或減少鋼/鋁激光焊過程中生成Fe/Al脆性金屬間化合物，優(yōu)化與預(yù)測了鋼/鋁激光焊接工藝參數(shù)，獲得最優(yōu)參數(shù)組合如下：功率P=2500 W、焊接速度v=45 mm/s、焊接離焦量A=0。

4.3 焊接試樣顯微組織

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的鋼/鋁激光焊工藝條件下，焊縫橫截面形貌如圖10所示，發(fā)現(xiàn)在激光熱源的作用下，鋁熔化，鋼母材少量熔化，液態(tài)鋁在鋼表面潤濕鋪展良好，焊縫熔深和熔寬大約分別為1.375和2.525 mm，焊縫深寬比為0.545(見圖10(a))。焊縫熱影響區(qū)較窄(見圖10(b))，液態(tài)鋁與鋼板結(jié)合部位有一個(gè)臺階狀區(qū)域(見圖10(c))，該區(qū)域鋼/鋁存在明顯界限(見圖10(d))。臺階區(qū)域的形成是因?yàn)榇藚^(qū)域位于熔池的底部中心，熱輸入量高，鋁與鋼會(huì)發(fā)生相互作用，形成熱擴(kuò)散區(qū)；而鋼/鋁界面存在界限，表明在優(yōu)化工藝條件下，鋼/鋁界面結(jié)合主要依靠液態(tài)鋁在鋼母材表面上的潤濕、填充和鋪展等作用。

圖10 鋼/鋁激光焊接工藝參數(shù)優(yōu)化條件下接頭橫截面形貌 Fig.10 Cross-section morphologies of laser welding of steel and aluminum joint after optimization: (a) Cross-section; (b) Heat affect zone; (c) Platform area; (d) Interface of steel and aluminum

4.4 焊接接頭力學(xué)性能

圖11 (a)所示為鋼/鋁焊接接頭的剪切強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)焊接接頭平均抗剪強(qiáng)度為27.70 MPa；圖11(b)所示為對應(yīng)最低抗剪強(qiáng)度(23.95 MPa)、最高抗剪強(qiáng)度(32.28 MPa)、中間抗剪強(qiáng)度(26.86 MPa)的斷裂試樣。從圖11(b)可見，試樣均在焊縫處剝離。圖12所示為剪切斷口處的SEM像。斷口不同部位其形貌均不同，從圖12(c)可看出，存在較短、不連續(xù)、匯合特征不明顯的河流狀花樣和短而彎的撕裂棱，而從圖12(d)可看出，斷口表面存在一些淺和小的韌窩，焊縫區(qū)斷裂形貌表現(xiàn)為準(zhǔn)解理和韌性的混合型斷裂特征。

4.5 焊縫界面元素分布

圖13~15所示分別為鋼/鋁焊縫界面附近位于熔池中層B線、上層A線與下層C線的元素線掃描結(jié)果?？煽闯?，Si和Zn兩種元素含量較低，在界面均勻分布，而Mg、Al和Fe 3種元素在界面處均有一個(gè)漸變過程。分析發(fā)現(xiàn)，A處線掃描元素的混合區(qū)域要比B和C處的寬，A處出現(xiàn)穩(wěn)定的平臺區(qū)域，B和C兩處卻為漸變過程，推測上層A處生成的Fe/Al化合物層比B和C處寬，主要原因是上層A處靠近激光束照射區(qū)，加熱集中，溫度高，原子擴(kuò)散能力增強(qiáng)，導(dǎo)致Al和Fe快速結(jié)合，容易形成金屬間化合物。

圖11 接頭抗剪強(qiáng)度和斷裂試樣 Fig.11 Shear strength of joint and specimen after stretching: (a) Shear strength of joint; (b) Specimen after stretching

圖12 試樣斷口處的SEM像 Fig.12 SEM images of shear fracture of specimen: (a),(b),(c) River pattern; (d) Shallow and small dimple

圖13 鋼/鋁焊縫中層B線的元素線掃描分析圖Fig.13 Element line scanning of line B in steel and aluminum welded joint: (a) Line scan test position; (b) Element distribution of joint

圖14 鋼/鋁焊縫上層A線的元素線掃描分析圖Fig.14 Element line scanning of line A in steel and aluminum welded joint: (a) Line scan test position; (b) Element distribution of joint

圖15 鋼/鋁焊縫下層C線的元素線掃描分析圖Fig.15 Element line scanning of line C in steel and aluminum welded joint: (a) Line scan test position; (b) Element distribution of joint

4.6 焊縫界面層結(jié)構(gòu)形態(tài)及主要物相

圖16 鋼/鋁界面的SEM像 Fig.16 SEM images of laser welding-brazing of steel and aluminum interface: (a) Interface between steel and joint; (b) Enlarged view of zone A

圖16 所示為鋼/鋁界面層微觀結(jié)構(gòu)形態(tài)。由圖16(a)可看出，鋼/鋁界面不同部位金屬間化合物層的厚度不同。由圖16(b)可看出，A區(qū)界面處靠近鋁母材的化合 物呈針狀或片狀，并向熔池方向生長，往下分為3層，中間層厚度最大，向兩邊逐漸減薄，將從靠近鋼母材到熔池的3層依次命名為IMC-I、IMC-II和IMC-III，發(fā)現(xiàn)化合物的平均厚度分別約為2、5和2 μm，各層化合物間呈細(xì)小的鋸齒狀。

由于除厚度、形態(tài)分布之外，金屬間化合物層的類別對接頭性能起重要作用，本文作者進(jìn)一步對圖16中不同化合物層進(jìn)行了EDS分析，結(jié)果見表4。發(fā)現(xiàn)IMC-III(2區(qū))中Al、Fe原子個(gè)數(shù)比接近3:1，IMC-II(3區(qū))中Al、Fe原子個(gè)數(shù)比接近5:2，IMC-I(4區(qū))中Al、Fe原子個(gè)數(shù)比接近1:1，在5區(qū)中Al、Fe原子個(gè)數(shù)比接近1:3。推測IMC-I為FeAl，IMC-II為Fe2Al5， IMC-III為FeAl3，其中區(qū)域1為從IMC-III層中長出富鋁的FeAl3，區(qū)域5為Fe3Al，為化合物層向鋼基體過渡的過渡層。

表4 圖16(b)中界面化合物層EDS分析結(jié)果 Table4 EDS analysis results of interface compound layer shown in Fig.16(b)

圖17所示為焊接接頭的XRD譜。檢測發(fā)現(xiàn)含有FeAl和Fe3Al兩種金屬間化合物，由于EDS分析結(jié)果顯示的是鋼/鋁界面層不同位置的相結(jié)構(gòu)，不同焊縫層面對應(yīng)的相結(jié)構(gòu)不同，因此EDS分析結(jié)果與XRD分析結(jié)果存在一定差異。

圖17 鋼/鋁焊接接頭相結(jié)構(gòu)的XRD譜 Fig.17 XRD patterns of phase structure in steel and aluminum welded joint

5 結(jié)論

1) 模擬計(jì)算獲得的工件表面距焊縫中心不同位置溫度與實(shí)驗(yàn)同步測量溫度基本吻合，所建熱源模型能反映激光焊實(shí)際過程特點(diǎn)。

2) 通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法建立模型預(yù)測不同工藝參數(shù)下焊接熔池深度的相對誤差控制在10%以內(nèi),根據(jù)鋁熔化，鋼母材不熔化或少量熔化的要求，為了抑制或減少鋼/鋁激光焊過程中生成Fe/Al脆性金屬間化合物，優(yōu)化與預(yù)測的鋼/鋁激光焊最優(yōu)工藝參數(shù)組合如下：焊接功率為2500 W，焊接速度為45 mm/s，焊接離焦量為0。

3) 優(yōu)化工藝條件下，鋼/鋁焊縫橫截面鋁熔化，鋼少量熔化，液態(tài)鋁在鋼表面潤濕鋪展良好，鋼/鋁界面層形成厚度約為9 μm、呈細(xì)小鋸齒狀、由FeAl和Fe3Al組成的金屬間化合物層，焊接接頭平均抗剪強(qiáng)度為27.70 MPa，斷裂形貌呈準(zhǔn)解理和韌性的混合型斷裂特征。

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