基于8字形摆动的钢/铝激光焊接头组织和性能

TG456.7; 采用 8字形摆动模式开展钢上铝下激光搭接焊试验,利用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机分析摆动频率对接头宏观形貌、微观组织、断裂特征及力学性能的影响,结合高速摄像及仿真计算探讨各摆动频率对焊缝成形性、熔池稳定性、熔池形貌特征以及接头力学性能变化的作用机制.结果表明,焊缝表面成形性及熔池流动稳定性随摆动频率的增加显著下降,熔池的形貌特征与能量密度分布有直接的对应关系,低频摆动时界面IMC层厚度小且熔池内均匀分布的Al元素具有固溶强化效果,高频摆动时的强涡流作用使得Al元素在界面聚集,并导致界面IMC层厚度增加,而层状相厚度的增加是导致接头剪切拉伸性能下降的主要原因,与未摆动模...

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Published in焊接学报 Vol. 46; no. 2; pp. 112 - 135
Main Authors 李田, 严佑锐凌, 张明军, 张跃敏
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 河南理工大学,机械与动力工程学院,焦作,454000%湖南大学,整车先进设计制造技术全国重点实验室,长沙,410082%长沙理工大学,机械装备高性能智能制造湖南省重点实验室,长沙,410114 2025
Subjects
钢/铝激光搭接焊
力学性能
金属间化合物
8字形摆动
steel/aluminum laser lap welding
mechanical property
8-shaped oscillation
intermetallic compound
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ISSN0253-360X
DOI10.12073/j.hjxb.20240829001

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Summary:TG456.7; 采用 8字形摆动模式开展钢上铝下激光搭接焊试验,利用金相显微镜、扫描电镜、电子万能试验机分析摆动频率对接头宏观形貌、微观组织、断裂特征及力学性能的影响,结合高速摄像及仿真计算探讨各摆动频率对焊缝成形性、熔池稳定性、熔池形貌特征以及接头力学性能变化的作用机制.结果表明,焊缝表面成形性及熔池流动稳定性随摆动频率的增加显著下降,熔池的形貌特征与能量密度分布有直接的对应关系,低频摆动时界面IMC层厚度小且熔池内均匀分布的Al元素具有固溶强化效果,高频摆动时的强涡流作用使得Al元素在界面聚集,并导致界面IMC层厚度增加,而层状相厚度的增加是导致接头剪切拉伸性能下降的主要原因,与未摆动模式相比,接头的最大剪切拉伸力提高了 31.5%,8字形摆动可以通过调控界面IMC层厚度显著提高接头的强度及韧性.
ISSN:0253-360X
DOI:10.12073/j.hjxb.20240829001