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铝和高强钢的激光胶接焊 课题背景 一、铝合金质量轻、耐腐蚀性好、储量丰富，钢强 度高、塑性韧性好，易加工，因此铝钢复合接 头可以兼具而这优点； 二、铝钢复合接头由于降低接头重量，能节约能源、 减少污染，在航空航天、汽车、轮船中应用广 泛。 一、国内外研究现状： 一、国内外研究现状： 二、铝和钢焊接主要问题： 1、钢和铝的物理性质相差很大： 2、接头生成金属间化合物： （1）生成：钢铝在液态下极易生成大量脆性金属间化合物，严重影响接头的力学性能。 二、铝和钢焊接主要问题： （2）、 金属间化合物的控制： ① 添加中间元素：通过添加焊丝、母材表面电镀以及直接 加入中间层，目前常用的中间元素有Zn,Si,Cu,Pb,Ni等元素，这些元素和中间层的作用主要有以下三个方面： a: 物理阻断作用：如添加钽箔片 b: 添加的中间元素与母材元素生成新相从而达到化学阻断作用：如加入Cu,Pb箔等 c: 改善相关元素的润湿性和流动,例如Si元素的加入可以改善熔池的流动性，更好的钎合 ② 焊接工艺参数的控制：主要体现在焊接热输入上，主要工艺参数是焊接电流，激光功率，焊接速度； ③ 其他方式：如搭接形式，加垫片等； 二、铝和钢焊接主要问题： 3、焊接过程的稳定性： 在铝和钢的单激光焊时，焊接过程的不稳定性普遍存在，采用激光—电弧符合热源基本可以实现焊接过程的稳定性，焊接速度可达 600mm/min。 4、焊接接头的缺陷：气孔，裂纹，未融合，咬边等，通过表面处理，调控焊接参数等解决。 三、实验思路： 1、实验方案： （1）接头形式：搭接接头，钢上铝下，钢60×100×1mm 铝板60×100×1.7mm，搭接长度30mm； （2）焊接热源：激光+TIG复合热源 （3）加金属箔片中间层，后加胶 2、实验记录（未加中间层和胶）：TIG 120A 三、实验思路： 3、实验结果： （1）基本实现铝和钢的连接； （2）TIG电流在120A 时钢表面电弧成型良好； （3）找到激光合理的参数范围：电流90-120A，焊接速度 600-700mm,其中在100A-600mm和110A-600mm成型较好。 （4）焊接过程比较稳定，基本没有飞溅。 4、存在的问题： （1）接头强度有待提高； （2）钢和铝的融化量不理想； （3）接头表面氧化。 三、实验思路： 5、主要实验思路： （1）添加中间夹层，比较Pb,Cu,Zn,Ni等夹层的异同点，对工艺参数，焊缝成型，力学性能，接头组织（金属间化合物)等影响，寻找最佳夹层和中间元素； （2）添加胶层后，分析胶层的作用，主要是焊接过程热传递的影响，对接头组织处元素分布，金相组织，金属间化合物生成及分布的影响； （3）金属间化合物由目前定性或半定量的控制，到定量的控制； 谢谢大家！ * 材料连接技术 冯宝强 李永兵 6.4KN-剪切 搭接 无 6061铝合金+DP双相钢 铆接 铆接 吕学勤 220 搭接 电刷过渡层 LF3l铝合金 钎焊 何鹏 180 搭接 Si钎料 6061铝合金+304L不锈钢 接触反应钎焊 刘鹏 175 搭接 AL-Si钎剂 铝+18-8不锈钢 真空钎焊 钎焊 王建民 75 搭接 纯铝 5083铝合金+Q235 爆炸焊 明珠 93.19 对接 无 6061铝合金+304L不锈钢 磁脉冲焊 王希靖 310 对接 无 6082铝合金+Q235 搅拌摩擦焊 G.Madhusudhan Reddy 220-270 对接 无 6061铝合金+304L不锈钢 摩擦焊 Wangdengqing 150-170 搭接 AL-Cu-Mg合金 L2Y2铝合金+304L不锈钢 扩散焊 固相焊 作者 接头强度（Mpa） 接头形式 填充材料 母材 连接方法 杨倩 3KN 搭接 胶 纯铝1060+Q235 电阻电焊+胶接 周惦武 41.45（剪切) 搭接 胶 6062铝合金+镀锌钢 胶接连续焊 胶焊 周惦武 156 搭接 Sn粉 6061铝合金+镀锌钢 激光填粉焊 董红刚 170 搭接 焊丝Al-Si-Cu 铝合金+镀锌钢 TIG熔钎焊 张洪涛 193 搭接 表层镀锌 铝合金+不锈钢 MIG熔钎焊 赖华清 16