铝钢大光斑nd：yag激光脉冲mig复合热源高效熔钎连接技术

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1、摘要铝／钢大光斑Nd：YAG激光一脉冲MIG复合热源高效熔一钎连接技术摘要本文针对当前铝／钢异种金属焊接难以满足汽车制造业发展需要的现状，提出了大光斑激光一电弧复合热源焊接方法，用该方法成功地实现了5A02铝合金板与镀锌钢板、镀铝钢板的熔一钎连接，并研制开发了可用于铝／非镀层钢复合热源熔一钎连接的特种钎剂。文章较为系统地研究了焊接参数对铝／镀锌钢熔一钎焊缝成形、接头的机械性能、接头的微观组织结构及AI-Fe金属间化合物层厚度的影响，并结合接头的剪切强度，研究了A卜Fe金属间化合物层的厚度对接头强度的影响。对连接过程中产生局部“未钎合”缺陷的机理进行了研究并制定了相应的抑制措施，同时对复合热

2、源熔一钎连接的机理做了探讨。研究结果表明：大光斑Nd：YAG激光一脉冲MIG复合热源焊接方法可以实现铝／镀层钢的优质、高效连接，最高焊接速度可以达到5m／min，得到的铝／镀层钢熔一钎连接接头的抗拉强度可以达到5A02铝母材强度的72％～75％左右；涂有KAIF。+Sn+Zn配方钎剂试件接头的抗拉强度可达5A02铝合金母材抗拉强度的83．6％，与5A02铝合金熔化焊接头的强度相当；A卜Fe金属间化合物层厚度在1．5～4um范围内，化合物层的存在对接头的性能影响不大；焊接热输入能量不足是导致铝母材熔合线根部位置产生局部“未钎合”缺陷的根本原因，而铝母材熔合线根部位置的熔池金属和钢板达不到A卜

3、Si钎料与钢所需要的钎焊温度是产生局部“未钎合”缺陷的直接原因；激光的有效作用、精确的能量控制、熔一钎连接接头结构合理化、镀层金属或钎剂添加金属的良好活性及合金化是实现铝／钢激光一电弧复合热源熔一钎连接，得到优质铝／钢熔一钎连接接头的必要条件。关键词：大光斑激光脉冲MIG电弧复合焊接铝钢钎剂熔．钎连接HighEfficientFusion——BrazingJoiningTechnologyforDissimilarMetalsbetweenSteelandAluminiumA1loybyLargeSpotNd：YAGLaser—PlusedMIGHybridProcessAbstractT

4、hecurrentweldingmethodswhichenabletoweldaluminiumtosteelcannotsatisfywiththedevelopmentofautomobilemanufacture．Aimatthisstatus，largespotlaser—archybridweldingwasbroughtforwardinthispaper．Fusion—brazingjoiningbetween5A02aluminiumalloysheetandzinc—coatedsteelsheetaswellasaluminium—coatedsteelsheetwe

5、resuccessfullyachieyedwiththiSmethod．Aspecialtypebrazingfluxwhichcanachievethefusion—brazingjoiningbetweenaluminumsheetandnon——metal——coatedcoldrolledsteelsheetbylargespotlaser—archybridweldingwassuccessfullydeveloped．Influencesofweldingparametersonbeadappearance，mechanicalpropertyofthejoints，micr

6、ostructureofthejointsandthethicknessoftheA1一Feintermetalliccompoundslayerwerestudiedindetaile．TheinfluenceofthicknessoftheA1一FeintermetalliccompoundslayeronshearstregthofthejointswasalSOstudied．ThemechaniSmonpartialincompletebrazingattherootofbond1ineofthefushion—brazingjointbetweenaluminiumandste

7、elwerestudied，andtherelevantmeasuresweredevelopedtorestrainoravoidthedefect．Andthemechanismonlaser—archybridfusion-brazingjoiningbetweenalmuninumandsteelwasalsostudied．Theresultsindicatedthathighefficiencyandqual