鎂-鋼異種金屬激光-TIG電弧復合冷填絲焊接工藝研究.pdf

1、隨著人們對節(jié)能減排的逐漸重視，鎂合金在汽車工業(yè)的應用范圍正在逐漸擴大。而鋼鐵在汽車車身的制造中仍然占據(jù)主要地位，如何實現(xiàn)鎂/鋼異種金屬的優(yōu)質(zhì)可靠連接成為人們關注的焦點。
　　本課題組前期通過添加Cu-Zn、Ni夾層實現(xiàn)了較高強度的鎂/鋼對接熔化焊連接，但焊接工藝復雜，而且無法完全解決鎂合金的蒸發(fā)燒損問題，穩(wěn)定性及可靠性差，離實際應用還有一定的差距。為了簡化焊接工藝同時解決鎂合金蒸發(fā)燒損嚴重以及焊接過程穩(wěn)定性差的問題，本文采用激光-

2、TIG電弧復合熱源作為焊接熱源，通過直接添加AZ61鎂合金焊絲的方法探索鎂/鋼對接熔化焊的可行性并對其界面連接行為進行研究。
　　本文首先進行了鎂/鋼直接對接熔化焊的可行性探索，發(fā)現(xiàn)焊漏缺陷是影響焊接接頭質(zhì)量的主要問題。隨后在保持焊接速度恒為800 mm/min的情況下對鎂/鋼冷填絲對接單面熔化焊的基本工藝參數(shù)進行了探索，得到優(yōu)化的工藝參數(shù)如下:激光離焦量為-1.0mm，激光脈寬為3ms，激光頻率為30Hz，焊接模式為激光在前、電

3、弧在后、前送絲，鎢極高度為1.5mm，焊接電流為50A，熱源間距為1.5mm，送絲速度為1.4m/min，焊槍保護氣流量為14L/min，背面保護氣流量為8L/min。
　　在上述基礎上，采用不同的激光功率進行了鎂/鋼冷填絲對接單面熔化焊實驗，發(fā)現(xiàn)焊接過程中的熱輸入對鎂/鋼界面的結合有重要影響。當激光功率過低時，對接界面處的溫度較低，鋼的熔化量較少，此時無法實現(xiàn)鎂/鋼的良好連接，界面處將會產(chǎn)生裂紋缺陷;當激光功率過高時，此時雖然能

4、夠得到單面焊雙面成型的焊接接頭，但由于鎂、鋼之間的物理化學性質(zhì)差異巨大，界面處同樣會產(chǎn)生裂紋缺陷;當激光功率合適時，對接界面處的溫度不至于過高，此時鋼既能發(fā)生一定的熔化，同時又能與熔化的鎂合金實現(xiàn)良好結合，但無法獲得完全熔透的鎂/鋼焊接接頭。之后通過調(diào)整復合熱源的作用位置來改變對兩種母材的熱輸入，但仍未能獲得良好的鎂/鋼對接單面熔化焊接接頭。
　　在鎂/鋼對接單面熔化焊的基礎上，采用激光-TIG電弧復合冷填絲對接雙面熔化焊工藝獲得