不锈钢表面镀铜对铝/钢YAG激光焊接的影响

来源：激光与红外杂志2016年第8期北京时间：

作者：李玉龙

单位：南昌大学机电工程学院江西省机器人及焊接自动化重点实验室,江西 南昌 330031；

摘要：对0.3 mm厚的316L不锈钢/6061铝合金进行了脉冲激光(YAG)封边焊接试验。为了改善铝钢的冶金结合,对不锈钢表面进行了镀Cu处理,对比了镀铜前后的焊接情况；利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析等方法研究了接头界面区显微组织特征、熔合情况、元素分布和断口形貌。结果表明:对于铝/钢直接焊接,焊接电流I=130 A,激光脉宽D=4 ms,激光频率f=13 Hz,焊接速度V=150 mm/min,气体流量25 L/min,零离焦时,焊缝平整、成型美观。镀铜层形成了铝钢焊接的过渡层,减缓了界面处液态金属传递,抑制了铁铝之间的熔合,铝钢熔合线向钢一侧偏移。不锈钢未镀铜情况下,焊接接头组织主要由靠近铝一侧的针状或粗大板条状Fe2Al5及靠近钢一侧的FeAl 组成；镀铜后Cu主要固溶到Fe中,接头界面组织主要由(Fe,Cu)2Al5、(Fe,Cu)3Al组成。镀铜前后接头拉伸断口形貌未发生明显变化,然而,接头强度明显提高,提高约40.32%,达到15.63 N/mm。

关键词：不锈钢;铝合金;铜;显微组织;断口形貌

基金资助：江西省自然基金项目（No.20151BAB206042）；国家自然科学基金项目（No.51265035）;江西省教育厅重点项目（No.GJJ150020）资助