銅-鋁異種金屬激光焊接研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、銅、鋁金屬在電子及電力電氣等方面應(yīng)用廣泛,其中,鋁代替銅可以有效地降低成本、減輕器件重量。然而,銅和鋁在物理與化學(xué)性能上存在較大差異,導(dǎo)致銅與鋁異種金屬之間的焊接性較差。激光焊接及高能束焊接方法在異種金屬焊接中的應(yīng)用研究是當(dāng)前該領(lǐng)域的前沿課題,本文開展銅-鋁異種金屬激光焊接的研究,對(duì)于弄清異種金屬激光焊接成形機(jī)理具有重要的理論意義及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
  首先,本文以計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)對(duì)銅-鋁激光焊接過程進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,改進(jìn)了銅

2、鋁搭接激光焊接數(shù)值分析模型,模型中的計(jì)算域包含空氣、銅、鋁三相,同時(shí)添加空氣與銅界面作為自由表面;研究結(jié)果表明,數(shù)值分析模型中銅的上端添加0.3mm厚度的空氣層,設(shè)置自由表面,可使模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果更加吻合;由于銅與鋁熱物理性能的差異,使兩者凝固速率不同,引起銅-鋁接頭熔池在凝固過程中出現(xiàn)兩熔池逐漸分離的特殊現(xiàn)象。
  其次,針對(duì)激光功率、焊接速度等焊接參數(shù)設(shè)計(jì)了銅-鋁異種金屬激光焊接成形實(shí)驗(yàn),以研究焊縫成形特征及變化規(guī)律。銅側(cè)焊

3、縫與鋁側(cè)焊縫形貌具有較大差異,并未出現(xiàn)均勻連續(xù)的熔合線,而是出現(xiàn)了銅側(cè)焊縫較窄,鋁側(cè)焊縫寬度較寬的特殊接頭形貌;銅與鋁連接部位出現(xiàn)了“鋁侵入銅”的特殊現(xiàn)象,即部分熔化的鋁進(jìn)入了銅側(cè)焊縫之中。
  再次,采用SEM&EDS對(duì)銅鋁異種金屬焊縫過渡區(qū)域進(jìn)行了微觀組織觀察與成分分析,發(fā)現(xiàn)在激光焊接過程中,由于冷卻速度較大,銅與鋁來不及進(jìn)行充分混合,形成銅鋁混合的濃度梯度,最終形成了微觀組織與成分不相同的過渡層。
  最后,針對(duì)銅-鋁

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