不锈钢/铝合金异种金属激光-MIG熔钎焊工艺研究
发布时间：2021-02-17 12:27
分别采用激光-MIG复合焊和单MIG焊,实现了2mm厚的304不锈钢和6061铝合金对接接头的熔钎焊,对比了不同焊接热源对接头显微组织、界面层化合物及力学性能的影响。结果表明,采用激光-MIG复合焊可以获得性能良好的不锈钢-铝对接接头。激光-MIG复合焊接头的界面层化合物为FeAl2和Fe4Al13,厚度约为5μm;而单MIG焊接头的界面层化合物厚度约为3μm,主要为Fe4Al13。激光-MIG复合焊接头的抗拉强度为105MPa,比单MIG焊接头提高了10.8MPa,达到铝合金母材的33.9%。接头试样拉伸断裂均起裂于钎焊界面处,并向余高处扩展,且由脆性断裂转变为韧性断裂。
【文章来源】：材料导报. 2017,31(12)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１不锈钢／铝合金激光－ＭＩＧ复合热源熔钎焊示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ／ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｆｕｓｉｏｎ－
ｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｕｓｉｎｇｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｈｅａｔｓｏｕｒｃｅ焊后对接头取样进行金相观察、组织及力学性能分析。采用Ｚｅｉｓｓ－Ａ１Ｍ蔡司显微镜观察焊缝不同区域的显微组织；使用ＷＤＷ３１００微机控制电子万能拉伸试验机测试带余高接头的抗拉强度。采用ＪＳＭ－６４９０ＬＶ扫描电镜（ＳＥＭ）观察界面处微观组织和断口形貌特征，并通过电镜内置的能谱分析仪（ＥＤＳ）测试界面层和断口的微区成分，分析接头断裂特征。２结果与分析２．１外观成型图２为激光－ＭＩＧ复合热源和单ＭＩＧ热源熔钎焊接头的焊缝正面和截面形貌。从接头表面成型来看，二者均无明显的气孔、裂纹等缺陷，焊接变形较小，焊缝均匀连续，但激光－ＭＩＧ复合热源的焊缝表面过渡较为平滑，飞溅较少。而从截面形貌来看，铝合金和填充金属熔化后铺展在不锈钢表面，不锈钢没有明显的熔化迹象，为典型的熔钎焊接头。两种热源相比激光－ＭＩＧ复合热源熔透性更好，上下表面（除余高部分外）焊缝宽度差异较校图２（ａ）激光－ＭＩＧ复合熔钎焊接头形貌及（ｂ）ＭＩＧ熔钎焊接头形貌Ｆｉｇ．２（ａ）Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇａｎｄ（ｂ）ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＭＩＧｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇ２．２熔化区显微组织不锈钢－铝合金异种金属接头熔化区（靠铝合金侧）与传统熔钎焊接头相似，都包含焊缝区、热影响区和铝合金母材，但两种焊接热源焊接获得的接头熔化区的组织形态明显不同。激光－ＭＩＧ复合热源熔化区为白亮的α（Ａｌ）中杂
（靠铝合金侧）与传统熔钎焊接头相似，都包含焊缝区、热影响区和铝合金母材，但两种焊接热源焊接获得的接头熔化区的组织形态明显不同。激光－ＭＩＧ复合热源熔化区为白亮的α（Ａｌ）中杂乱无章地分布着黑色的金属间化合物，晶粒较为粗大，如图３（ａ）所示。单ＭＩＧ热源熔焊区为晶粒细小的短棒状组织，分布较为均匀，金属间化合物较少，如图４（ａ）所示。两种方法获得的接头钎焊界面处都有连续分布的化合物层，激光－ＭＩＧ复合熔钎焊接头界面化合物层厚度要略宽于ＭＩＧ熔钎焊接图３（ａ）激光－ＭＩＧ复合熔钎焊接头熔化区组织及（ｂ）不锈钢侧界面组织Ｆｉｇ．３（ａ）Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｕｓｉｏｎｚｏｎｅｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｎｄ（ｂ）ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｎｅａｒｔｈｅｓｉｄｅｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ·５３不锈钢／铝合金异种金属激光·－ＭＩＧ熔钎焊工艺研究／朱宗涛等
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金/镀锌钢板Nd:YAG激光+MIG电弧复合热源熔-钎焊接头的组织与性能（英文）[J]. 秦国梁,苏玉虎,王术军. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[2]镀锌钢/6016铝合金激光焊的BP神经网络工艺优化及组织和性能[J]. 周惦武,乔小杰,张丽娟,李升. 中国有色金属学报. 2014(03)
[3]5056铝合金/镀锌钢预置涂粉激光熔钎焊组织及性能研究[J]. 余淑荣,蒋锴,樊丁. 机械工程学报. 2014(12)
[4]钢/铝异种金属添加粉末的激光焊接[J]. 张丽娟,周惦武,刘金水,徐少华,乔小杰,李升. 中国有色金属学报. 2013(12)
[5]5052铝/镀锌钢Nd:YAG激光熔-钎焊[J]. 石岩,邝玉林,刘佳,张宏. 应用激光. 2012(06)
[6]5A02铝合金与镀锌钢CO2激光熔-钎焊接工艺[J]. 樊丁,张诗正,余淑荣,蒋锴. 热加工工艺. 2012(11)
[7]钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能[J]. 陈树海,马柯,黄继华,夏军,张华,赵兴科. 中国有色金属学报. 2011(12)
硕士论文
[1]合金元素对铝合金/钢熔—钎焊接头组织与性能的影响[D]. 王术军.山东大学 2013
[2]铝钢异种金属激光—电弧复合焊接工艺和接头界面特性研究[D]. 梅述文.华中科技大学 2013
本文编号：3037984
【文章来源】：材料导报. 2017,31(12)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１不锈钢／铝合金激光－ＭＩＧ复合热源熔钎焊示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ／ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｆｕｓｉｏｎ－
ｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｕｓｉｎｇｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｈｅａｔｓｏｕｒｃｅ焊后对接头取样进行金相观察、组织及力学性能分析。采用Ｚｅｉｓｓ－Ａ１Ｍ蔡司显微镜观察焊缝不同区域的显微组织；使用ＷＤＷ３１００微机控制电子万能拉伸试验机测试带余高接头的抗拉强度。采用ＪＳＭ－６４９０ＬＶ扫描电镜（ＳＥＭ）观察界面处微观组织和断口形貌特征，并通过电镜内置的能谱分析仪（ＥＤＳ）测试界面层和断口的微区成分，分析接头断裂特征。２结果与分析２．１外观成型图２为激光－ＭＩＧ复合热源和单ＭＩＧ热源熔钎焊接头的焊缝正面和截面形貌。从接头表面成型来看，二者均无明显的气孔、裂纹等缺陷，焊接变形较小，焊缝均匀连续，但激光－ＭＩＧ复合热源的焊缝表面过渡较为平滑，飞溅较少。而从截面形貌来看，铝合金和填充金属熔化后铺展在不锈钢表面，不锈钢没有明显的熔化迹象，为典型的熔钎焊接头。两种热源相比激光－ＭＩＧ复合热源熔透性更好，上下表面（除余高部分外）焊缝宽度差异较校图２（ａ）激光－ＭＩＧ复合熔钎焊接头形貌及（ｂ）ＭＩＧ熔钎焊接头形貌Ｆｉｇ．２（ａ）Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇａｎｄ（ｂ）ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＭＩＧｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇ２．２熔化区显微组织不锈钢－铝合金异种金属接头熔化区（靠铝合金侧）与传统熔钎焊接头相似，都包含焊缝区、热影响区和铝合金母材，但两种焊接热源焊接获得的接头熔化区的组织形态明显不同。激光－ＭＩＧ复合热源熔化区为白亮的α（Ａｌ）中杂
（靠铝合金侧）与传统熔钎焊接头相似，都包含焊缝区、热影响区和铝合金母材，但两种焊接热源焊接获得的接头熔化区的组织形态明显不同。激光－ＭＩＧ复合热源熔化区为白亮的α（Ａｌ）中杂乱无章地分布着黑色的金属间化合物，晶粒较为粗大，如图３（ａ）所示。单ＭＩＧ热源熔焊区为晶粒细小的短棒状组织，分布较为均匀，金属间化合物较少，如图４（ａ）所示。两种方法获得的接头钎焊界面处都有连续分布的化合物层，激光－ＭＩＧ复合熔钎焊接头界面化合物层厚度要略宽于ＭＩＧ熔钎焊接图３（ａ）激光－ＭＩＧ复合熔钎焊接头熔化区组织及（ｂ）不锈钢侧界面组织Ｆｉｇ．３（ａ）Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｕｓｉｏｎｚｏｎｅｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｎｄ（ｂ）ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｎｅａｒｔｈｅｓｉｄｅｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ·５３不锈钢／铝合金异种金属激光·－ＭＩＧ熔钎焊工艺研究／朱宗涛等
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金/镀锌钢板Nd:YAG激光+MIG电弧复合热源熔-钎焊接头的组织与性能（英文）[J]. 秦国梁,苏玉虎,王术军. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[2]镀锌钢/6016铝合金激光焊的BP神经网络工艺优化及组织和性能[J]. 周惦武,乔小杰,张丽娟,李升. 中国有色金属学报. 2014(03)
[3]5056铝合金/镀锌钢预置涂粉激光熔钎焊组织及性能研究[J]. 余淑荣,蒋锴,樊丁. 机械工程学报. 2014(12)
[4]钢/铝异种金属添加粉末的激光焊接[J]. 张丽娟,周惦武,刘金水,徐少华,乔小杰,李升. 中国有色金属学报. 2013(12)
[5]5052铝/镀锌钢Nd:YAG激光熔-钎焊[J]. 石岩,邝玉林,刘佳,张宏. 应用激光. 2012(06)
[6]5A02铝合金与镀锌钢CO2激光熔-钎焊接工艺[J]. 樊丁,张诗正,余淑荣,蒋锴. 热加工工艺. 2012(11)
[7]钢/铝异种金属双熔池TIG熔钎焊接头的显微组织与力学性能[J]. 陈树海,马柯,黄继华,夏军,张华,赵兴科. 中国有色金属学报. 2011(12)
硕士论文
[1]合金元素对铝合金/钢熔—钎焊接头组织与性能的影响[D]. 王术军.山东大学 2013
[2]铝钢异种金属激光—电弧复合焊接工艺和接头界面特性研究[D]. 梅述文.华中科技大学 2013
本文编号：3037984
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3037984.html
