Mg-Fe夾Al層激光焊接工藝及界面反應(yīng)機(jī)制研究.pdf

1、Mg合金由于密度低、比強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用在汽車工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。激光焊接是一種高效的焊接方法,如果能夠?qū)崿F(xiàn)Mg/Fe復(fù)合構(gòu)件的激光焊接,將有利于實(shí)現(xiàn)輕量化而具有廣闊的應(yīng)用前景。但Mg/Fe之間既不互溶也不反應(yīng),通過(guò)加入Al元素實(shí)現(xiàn)Mg/Fe接頭可靠連接,是本課題研究的重點(diǎn)。
　　本文采用純Al作為中間層,采用疊焊方式,對(duì)Mg/Fe焊接特性進(jìn)行了研究。分析了Mg/Fe相對(duì)位置、Al箔幾何尺寸、焊接工藝參數(shù)等對(duì)焊縫成形的影響,

2、并進(jìn)行了力學(xué)性能測(cè)試,獲得的最佳焊接工藝規(guī)范為:Mg板置于上面,Fe板置于下面;Al箔寬度為2mm,厚度為0.2mm;激光功率P=700W,焊接速度V=0.3m/min;此時(shí)抗剪載荷可達(dá)1.3kN/cm,是未添加Al箔時(shí)的2.6倍,平均剪切強(qiáng)度達(dá)到鎂合金母材的105％。
　　隨著預(yù)置Al箔厚度增加,接頭抗剪載荷先增大后減小,Mg/Fe接頭依次出現(xiàn)三種斷裂方式,即斷裂于搭接平面的Mg焊縫處、熔合線附近的Mg焊縫處以及Mg/Fe界面處

3、。抗剪性能高低取決于Mg焊縫組織。
　　隨著Al的加入Mg焊縫中出現(xiàn)了較多的片狀Mg-Al相,同時(shí)彌散的Al-Mn相也增多。第二相對(duì)焊縫起到強(qiáng)化作用,抗剪性能提高。焊縫中Al元素過(guò)多時(shí),Mg-Al相成網(wǎng)狀分布,接頭出現(xiàn)脆斷。
　　探討了Al的加入對(duì)界面反應(yīng)的影響,發(fā)現(xiàn)Al箔的加入促進(jìn)了界面反應(yīng)從而“縫合”了裂紋。Al元素添加量較少時(shí),界面處會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的Al元素偏聚現(xiàn)象,Al原子會(huì)進(jìn)入Fe的晶體結(jié)構(gòu)中,界面處通過(guò)納米級(jí)的Al-