研究目的
研究激光功率对双光束激光焊接-钎焊接头形成及微观结构的影响,以实现DP590钢与AA7075铝合金连接时IMC层厚度和界面润湿性的精确控制。
研究成果
双光束激光焊接-钎焊工艺在激光功率超过1.0 kW时成功实现了AA7075铝合金与DP590钢的连接。随着激光功率提升,润湿性改善,金属间化合物(IMC)层厚度从8.37 μm增至12.12 μm。当采用1.4 kW激光功率时,由于良好的润湿性和可控的IMC层厚度,接头获得123.7 MPa的最佳抗拉强度。为获得最优力学性能,润湿距离应超过2.2 mm且IMC层厚度需低于12 μm。
研究不足
该研究仅限于特定材料(DP590钢和AA7075铝合金)及厚度(1.2毫米和1.0毫米)。锌蒸发导致的气孔形成会影响接头性能,且桥接状金属间化合物生长现象尚未得到充分解释。若未进行参数优化,该方法可能无法直接适用于其他材料组合或厚度。
1:实验设计与方法选择:
采用无填充金属的双光束激光焊接-钎焊方法。通过正交试验确定最优参数,引入激光束使钢表面达到更高温度。激光束倾斜7°以防止反射,离焦量为+10 mm,焊接速度为0.7 m/min。
2:7 m/min。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:材料为1.2 mm厚的DP590镀锌钢和1.0 mm厚的AA7075铝合金,搭接配置,重叠长度为10 mm。样品用丙酮清洗并机械打磨以去除氧化物。
3:2 mm厚的DP590镀锌钢和0 mm厚的AA7075铝合金,搭接配置,重叠长度为10 mm。样品用丙酮清洗并机械打磨以去除氧化物。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:IPG光纤激光器(型号:YLS-10000)、六轴Motoman工业机器人、High-YAG激光头、氩气保护气体、电火花加工、光学显微镜(OM)、配备EDS的扫描电子显微镜(SEM)、Zwick T1-FR020TN-A50力学测试系统。
4:0)、六轴Motoman工业机器人、High-YAG激光头、氩气保护气体、电火花加工、光学显微镜(OM)、配备EDS的扫描电子显微镜(SEM)、Zwick T1-FR020TN-A50力学测试系统。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:激光功率范围为0.8至1.6 kW。截面通过电火花加工、研磨、抛光和Keller试剂腐蚀制备。通过OM和SEM/EDS分析微观结构。拉伸试验以0.2 mm/min的行程速率进行。
5:8至6 kW。截面通过电火花加工、研磨、抛光和Keller试剂腐蚀制备。通过OM和SEM/EDS分析微观结构。拉伸试验以2 mm/min的行程速率进行。 数据分析方法:
5. 数据分析方法:从截面测量润湿角和距离。IMC厚度计算为面积除以长度。拉伸强度通过峰值载荷除以铝板面积评估,每种条件三个试样。
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Used for dual beam laser welding-brazing process to join aluminum and steel.
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