激光焊接工艺对铝-钢焊接质量影响研究

通过改变激光焊接工艺参数,研究其对铝－钢焊缝质量的影响,分析其原因,为进一步探讨铝－钢激光焊接性提供理论依据。     

高强钢激光焊接凝固裂纹研究现状

采用激光自熔焊、激光填丝焊及激光-电弧复合焊进行高强钢焊接时均会出现热裂纹,且以凝固裂纹为主。针对该问题,文中综合论述了近些年激光及其复合焊高强钢凝固裂纹的研究情况,介绍了凝固裂纹的特点、形成机制及防止措施。从目前的研究结果来看,高强钢激光焊接中凝固裂纹以焊缝纵向裂纹为主,国内外主要从化学成分、熔池几何形状、焊接参数、拘束度4个影响因素研究凝固裂纹的形成,研究侧重于熔池的凸起部分和深宽比对凝固裂纹形成的影响,凸起部分会造成凝固延迟、产生大的拉应力、促进S,P杂质元素的偏析;较大的深宽比会造成局部应力集中从而引发裂纹产生。采用不同工艺方法改变焊缝几何形状是解决激光焊接凝固裂纹的一个重要方向。     

高强钢激光焊接凝固裂纹研究现状

采用激光自熔焊、激光填丝焊及激光-电弧复合焊进行高强钢焊接时均会出现热裂纹,且以凝固裂纹为主。针对该问题,文中综合论述了近些年激光及其复合焊高强钢凝固裂纹的研究情况,介绍了凝固裂纹的特点、形成机制及防止措施。从目前的研究结果来看,高强钢激光焊接中凝固裂纹以焊缝纵向裂纹为主,国内外主要从化学成分、熔池几何形状、焊接参数、拘束度4个影响因素研究凝固裂纹的形成,研究侧重于熔池的凸起部分和深宽比对凝固裂纹形成的影响,凸起部分会造成凝固延迟、产生大的拉应力、促进S,P杂质元素的偏析;较大的深宽比会造成局部应力集中从而引发裂纹产生。采用不同工艺方法改变焊缝几何形状是解决激光焊接凝固裂纹的一个重要方向。     

激光焊接钢-铝薄板焊缝材料的研究

激光焊接是高能束焊接方法之一,采用高功率Nd:YAG激光束可将钢板和铝板连接在一起,具有焊缝高宽比大、热影响区小、焊接残余应力及残余变形小、焊接速度快等优点.在汽车车身结构中同时采用钢材、铝材可达到自身质量和制造成本的优化.由于钢材和铝材的力学、热力学性能相差很大,采用何种焊丝能得到性能良好的焊缝材料是较为关键的技术.为此探讨了2种板材搭接后焊缝材料的力学性能、硬度等对焊接接头性能的影响,着重研究了锌基ZnAl合金焊缝材料的影响.     

提高铝钢焊接接头力学性能的研究现状

铝钢复合结构具有强度高、耐腐蚀、质量轻等优点,在航空航天、船舶、汽车制造等领域引起了广泛关注,应用前景良好。然而铝、钢两种材料的热物理性能差异大,且两者之间的固溶度低,在连接过程中Al、Fe原子相互作用极易生成脆性的Al-Fe金属间化合物,从而降低接头的力学性能,极大限制了铝/钢异种复合结构件在工业生产中的应用。为了增加液态铝在钢表面的润湿铺展性,以及有效控制铝钢界面Al-Fe金属间化合物的生长,国内外学者主要从添加合金元素和镀层两方面进行研究,以期获得成形良好且符合一定力学性能要求的铝钢接头。     

钢/铝异种金属焊接的研究现状

采用钢与铝焊接结构可减轻全钢结构的重量,但由于钢与铝的热物理性能差别很大,焊接时极易出现裂纹、脆性金属间化合物等,降低焊接接头质量。近年来高速列车、汽车、船舶等现代交通工具轻量化战略的实施,人们对钢与铝的焊接更为关注。文中概述了近年来国内外钢与铝异种金属焊接的研究现状和存在的问题,对于推动钢与铝异种金属结构的焊接及应用具有重要意义。     

铝钢异种材料焊接研究现状与发展

对近年来铝钢异种材料之间的各种常见的焊接方法(压焊、熔焊和钎焊)的研究进展进行了综述,认为铝钢异种材料连接时,金属间化合物层的控制是获得优质连接接头的关键.详细阐述了传统铝钢压焊和钎焊在控制金属间化合物层厚度方面的优势,并且指出了其在工业实际生产中的不足.详细介绍了铝钢熔焊方法和工艺的最新进展,对铝钢熔焊的研究方向进行了预测.     

铝/钢异种金属焊接技术的研究现状

工程装备轻量化及对工程结构安全性的需求,使得铝/钢异种金属的连接构件在工程装备制造领域具有广阔的应用前景,然而铝/钢物理冶金及化学性能的巨大差异使其连接的可靠性成为影响构件安全运行的关键。文中综述了铝/钢异种金属焊接技术的研究进展,主要介绍了铝/钢熔焊、钎焊和压焊、复合焊的研究现状。针对目前各种焊接技术急需解决的问题以及铝/钢合金焊接的发展方向,总结出了今后铝/钢合金焊接研究的重点内容,并对铝/钢合金焊接前景进行了分析与展望。     

铝/钢异种金属旋转摩擦焊接研究现状

根据铝/钢异种金属焊接冶金特点及旋转摩擦焊接工艺特点,分析认为旋转摩擦焊最适合铝/钢异种金属轴对称件焊接的工艺。分别介绍了连续驱动摩擦焊和惯性摩擦焊接工艺对铝/钢异种金属焊接接头的组织和性能的影响。总结了铝/钢异种金属摩擦焊接技术研发中亟待解决的主要科学问题,铝/钢旋转摩擦焊过程中摩擦界面及其附近剧烈的塑性流变对IMCs生成的影响规律和机制需要进一步的研究;需要开发相应的工艺措施促进铝/钢接头界面上形成以Fe-Al IMCs为标志的冶金结合,并使IMCs层厚度均匀化。最终指明,研究揭示铝/钢摩擦界面IMCs生成机理、相的组成、形态、分布等冶金行为,对铝/钢旋转摩擦焊接头的组织性能调控具有重要意义,也是铝/钢异种金属焊接结构性能保证的理论基础。     

双相钢焊接性及其激光焊的研究现状

双相钢(DP)作为一种新型先进高强钢(AHSS)近年来广泛应用于汽车制造领域.其激光焊由于具有焊缝强度高、冲击韧性和抗腐蚀性能好、热影响区小、焊后变形小、焊缝表面光洁、美观等诸多优点,正逐渐被国内外许多汽车公司广泛引进应用.介绍了双相钢组织性能特点及焊接特性,并对激光功率、焊接速度、离焦量等影响激光焊接头质量的因素和双相钢激光焊的研究现状作了简单介绍.     

镁/钢异种金属激光焊接现状

主要阐述了激光焊接在镁/钢异种金属焊接中的应用,分析了镁/钢两者之间的焊接性.针对镁/钢异种金属焊接方面存在的难题,目前解决的方法可归纳为3种类型:添加中间层、激光熔钎焊和激光-电弧复合焊接.对这3类方法的优缺点进行了系统讨论.     

脉冲激光焊接铝/钢异种金属的研究进展

铝/钢复合结构具有强度高、耐腐蚀、质量轻等优点,是汽车制造、航空航天等行业最受关注的实现轻量化设计的方案之一。然而,铝合金与钢的物理和化学性能严重不匹配,很难通过传统熔焊技术实现连接。脉冲激光焊接技术具有热输入控制精准、加工速度快、灵活性高、能量密度高等优点,在焊接铝/钢异种金属上存在着更大的优势。从脉冲激光参数、脉冲激光复合焊接、对焊接母材进行预处理等多个角度梳理了国内外脉冲激光焊接铝/钢异种金属的研究进展,并给出了铝/钢脉冲激光焊接技术仍需开展的工作,旨在为后续相关研究提供参考。     

钢/铝异种金属添加粉末的激光焊接

采用光纤激光器对1.4 mm厚DC51D+ZF镀锌钢和1.2 mm厚6016铝合金平板试件进行添加Mn、Zr粉末的激光搭接焊试验,利用金相显微镜、显微硬度仪、扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制电子万能试验机等研究焊接接头各区域的金相组织、显微硬度、断口形貌、主要物相与接头的力学性能。结果表明:在钢/铝激光焊中添加Mn、Zr粉末,焊接接头平均抗剪强度与没有添加粉末相比,有所提高,其中添加Zr粉末的提高效果明显;Mn、Zr粉末的添加改变了钢/铝界面的元素分布、物相组成及微观组织形态,添加Mn能提高熔池金属的流动性,利于钢/铝界面结合,而添加Zr,焊缝区晶粒细小,形成新的ZrFe3.3Al1.3韧性相,抑制Fe-Al脆性金属间化合物生成。因此,添加Mn、Zr均改善了钢/铝焊接接头的力学性能。     

焊接速度对铝/钢激光搭接焊接头质量的影响

采用机器人激光焊接技术对车用6016铝合金与DC06低碳钢进行了钢上铝下搭接焊工艺试验,研究了焊接速度对接头成形与力学性能的影响,利用光学显微镜(OM)和万能拉伸试验机等试验设备对铝/钢搭接焊接头进行了显微组织与力学性能测试。结果表明,在激光功率为800 W,离焦量为+2 mm的条件下,均获得了良好的表面成形。焊接速度为0.07 m/s时,熔池内部生成大量塑韧性良好的珠光体组织,界面金属间化合物(IMC)数量少,应力集中系数最小,接头的平均抗拉剪力达到最大,为81.3 N。降低焊接速度,铝侧熔池金属间化合物数量显著增加;增大焊接速度,铝侧熔深与熔宽逐渐减小,界面金属间化合物数量减少。     

高强钢焊接研究现状

高强钢具有高强度、高韧性的优点,被广泛用在液压支架、汽车车壳上,其焊接性被国内外学者广泛关注及研究。介绍了高强钢中厚板焊接时的难点,讨论了目前国内外不同焊接方法、焊接参数及焊材匹配等因素对焊缝性能的影响,并分析了焊接时易出现的各种缺陷,提出了相应的预防措施。     

钢-铝异种金属激光焊研究现状与展望

以钢-铝异种金属激光焊为研究对象,主要从钢-铝接合界面调控技术、焊接过程检测技术和添加中间层及外加辅助能场3个方面：分析了其国内外的研究现状,并对钢-铝激光焊的发展趋势进行了展望。     

铝合金激光焊接研究现状

概述了铝合金激光焊接的难点,分析了铝合金激光焊接的质量问题。针对质量问题提出了解决措施,并论述了铝合金激光焊接在国内外的应用。     

铝铁焊接技术研究现状

介绍了国内外铝铁连接技术的研究现状及发展趋势,分析其优越性与局限性。重点阐述了真空扩散温度、保温时间、压力等对铝铁焊接接头显微组织的影响。最后对铝铁真空扩散焊的研究方向进行了展望。     

铝钢爆炸焊接界面钢侧纳米晶研究

采用透射电镜研究了爆炸焊接的铝-钢界面钢侧的组织,分析了纳米晶的形成机制。结果表明:由基体向界面方向,焊接的铝-钢试样从滑移线及单系孪晶过渡到多系孪晶,晶粒不断碎化;到界面附近,形成等轴状、随机取向的奥氏体及马氏体混合的纳米晶组织。