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鋁合金與鋼板異種金屬激光焊接的可視化評(píng)價(jià)

使用MIG或激光焊接裝置進(jìn)行鋁合金與鋼的異種金屬焊接時(shí)，在接合界面Fe-Al系的脆弱金屬間化合物（IMC）造成接合強(qiáng)度降低。為此，日本神戶制鋼所對(duì)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(shù)進(jìn)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(qiáng)度的鋁焊接劑管狀焊絲（下稱鋁FCW），進(jìn)行鋁合金和鋼的異種金屬焊接的連接技術(shù)。使用現(xiàn)有釬焊用鋁FCW對(duì)異種金屬進(jìn)行MIG焊接或激光焊接時(shí)，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(qiáng)度。把釬焊用鋁FCW應(yīng)用于鋁合金與鋼的異種金屬焊接，存在焊絲壓曲、熔滴流動(dòng)不穩(wěn)定、焊渣過多、焊接強(qiáng)度不足等問題，實(shí)際應(yīng)用較困難。為此開發(fā)了新的鋁FCW。使用高速照像機(jī)對(duì)使用新鋁FCW進(jìn)行鋁和鋼激光焊接的狀態(tài)進(jìn)行跟蹤觀察，實(shí)施可視化評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)用板厚1.0mm的AA6022鋁合金板，板厚為1.2mm的 980MPa級(jí)GA鋼板，焊絲使用新開發(fā)的Φ1.2mm鋁FCW。為進(jìn)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(jī)對(duì)焊接狀態(tài)進(jìn)行攝影，進(jìn)行可視化評(píng)價(jià)。

試驗(yàn)和分析研究結(jié)果顯示，F(xiàn)CW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(duì)激光焊接時(shí)的熔池溫度進(jìn)行測量。每種焊絲通過激光照射部位時(shí)，都達(dá)到激光本身的溫度（2000℃以上）。雖然峰值溫度未能準(zhǔn)確測出，但冷卻曲線表明，鋁FCW的溫度低。釬焊用FCW和新開發(fā)鋁FCW的溫度差較小。使用新開發(fā)鋁FCW僅生成較薄的IMC層，獲得了許多重要數(shù)據(jù)。

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