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異種金屬激光焊接機制備鋁與鋼構件

發布時間：2016-01-08

    隨著鋁與鋼復合結構件在制造巾的不斷應用，鋁與鋼異種金屬的優質，異種金屬激光焊接機也成為制備鋁與鋼復合結構件的主要焊接方法．激光-MIG復合熱源焊接冷軋鍍鋅鋼板尺寸200mm X 30mm X l.2mm，LF2防銹鋁 (5A02) 尺寸200mm X 30mm X1. 5mm，焊縫采用AISi5。
    異種金屬激光焊接機采用德田Nd: YAG激光器，最大額定功率為2kW，激光頭焦距為200mm，采用奧地利某公TPS5000型數字化MIG焊機，焊接過程采用脈沖MIG焊，熔滴過渡頻率為1滴／脈沖。
    焊前采用丙酮對鍍鋅鋼板表面進行清洗，用砂紙對LF2防銹鋁(5A02)表面進行打磨以去除氧化膜，隨后用丙酮清洗。將表面處理干凈的鍍鋅鋼板與LF2防銹鋁組合成搭接接頭．
    采用異種金屬激光焊接機進行焊接，焊接過程通過調節激光功率密度和送絲速度實現對焊接熱輸入的精確控制，從而保證鋁合金母材熔化而鍍鋅鋼母材不發生熔化，激光功率密度是通過固定激光光斑(光斑直徑d＝6. 8mm)大小改變激光功率實現的。
    焊后采用金相分析，激光-MIG復合熱源焊接得到的鋁／鋼接頭具有良好的鋪展性，鋼母材與焊縫為釬焊連接，釬接界面有一博金屬中間層，靠近焊縫一側的鋼母材未見熔化，且熱影響區組織明顯細化，同時鋼母材與焊縫間有一醬金屬Zn層，Zn層有向焊縫巾生長的金屬短捧，焊縫近Zn層側可見富Zn相。
    將激光-MIG復合熱源焊接得到的鋁／鋼接頭進行拉仲性能試驗。
    拉伸試驗中最大負載8. 97kN，最大拉應力132. 8MPa，接頭強度達LF2鋁合金母材的65. 3%，與LF2鋁合金電弧熔焊接頭強度相當。并且拉伸試樣破壞位置發生在鋁合金母材的焊接熱影響區而非釬接界面．結果表明，利用異種金屬激光焊接機可以獲得組織性能良好的鋁／鋼接頭，最高焊接速度達5m/min以上。