車(chē)用異種金屬激光焊接的魯棒性分析

推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，是未來(lái)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的主要方向。由于電動(dòng)汽車(chē)的性能高度依賴(lài)于電池系統(tǒng)的功率和容量，因此電池系統(tǒng)的制造技術(shù)成為了電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)的核心技術(shù)。電池系統(tǒng)中的集流體通常由鋁和銅構(gòu)成，由于這兩種材料具有不同的物理特性，因而傳統(tǒng)的融合焊很難實(shí)現(xiàn)它們間的連接。即使采用傳統(tǒng)的融合焊實(shí)現(xiàn)這兩種金屬的連接，也會(huì)在焊接處產(chǎn)生金屬氧化物，而這種金屬氧化物的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電系數(shù)都較低。為解決該問(wèn)題，開(kāi)始采用能夠?qū)崿F(xiàn)異種金屬連接的激光焊接。

與傳統(tǒng)融合焊相比，激光焊接具有使工件變形小、熱影響區(qū)域小等優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)焊接組件的品質(zhì)和焊接條件要求較高。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)激光焊接的魯棒性進(jìn)行分析。試驗(yàn)時(shí)，選擇AA 1050/1100鋁合金和陽(yáng)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(zhǎng)度設(shè)定為30mm，采用德國(guó)通快TruFiber 400光纖激光機(jī)進(jìn)行激光焊接，激光光斑直徑31μm，激光路徑由德國(guó)施肯拉公司生產(chǎn)的HS20 2D掃描頭控制。焊接時(shí)，分別設(shè)定不同的母材強(qiáng)度、母材表面粗糙度、涂層、焊接功率等工藝參數(shù)和材料處理過(guò)程。對(duì)不同工藝參數(shù)和材料處理過(guò)程形成的焊接件焊接處進(jìn)行機(jī)械搭接剪切試驗(yàn)和金相分析。結(jié)果表明，母材表面的粗糙度和涂層對(duì)激光焊接連接處的機(jī)械強(qiáng)度無(wú)影響。母材的硬度對(duì)激光焊接連接處的機(jī)械強(qiáng)度有影響，硬度越大連接處的強(qiáng)度越高。母材板件之間的間隙對(duì)激光焊接連接處的機(jī)械強(qiáng)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