铝合金与钢板异种金属激光焊接的可视化评价
使用MIG或激光焊接装置进行铝合金与钢的异种金属焊接时,在接合界面Fe-Al系的脆弱金属间化合物(IMC)造成接合强度降低。为此,日本神户制钢所对汽车常用的铝合金与热浸镀锌钢板(GA钢板)及冷轧钢板等异种金属的熔焊技术进行研究。介绍了使用MIG焊接和激光焊接装置以及可以得到良好焊接强度的铝焊接剂管状焊丝(下称铝FCW),进行铝合金和钢的异种金属焊接的连接技术。使用现有钎焊用铝FCW对异种金属进行MIG焊接或激光焊接时,IMC的形成受到一定程度的控制,可以得到与铝合金和铝合金同种金属焊接接头同样的拉伸剪切强度。把钎焊用铝FCW应用于铝合金与钢的异种金属焊接,存在焊丝压曲、熔滴流动不稳定、焊渣过多、焊接强度不足等问题,实际应用较困难。为此开发了新的铝FCW。使用高速照像机对使用新铝FCW进行铝和钢激光焊接的状态进行跟踪观察,实施可视化评价。
试验用板厚1.0mm的AA6022铝合金板,板厚为1.2mm的 980MPa级GA钢板,焊丝使用新开发的Φ1.2mm铝FCW。为进行比较,采用相同直径的A4047WY及铝合金钎焊用FCW。采用激光搭接角焊的方法。利用高速照像机对焊接状态进行摄影,进行可视化评价。
试验和分析研究结果显示,FCW具有抑制熔池温度和确保钢材表面浸湿性的作用。使用热电偶对激光焊接时的熔池温度进行测量。每种焊丝通过激光照射部位时,都达到激光本身的温度(2000℃以上)。虽然峰值温度未能准确测出,但冷却曲线表明,铝FCW的温度低。钎焊用FCW和新开发铝FCW的温度差较小。使用新开发铝FCW仅生成较薄的IMC层,获得了许多重要数据。
刊名:轻金属溶接(日)
刊期:2014年第5期
作者:海言壳一正
编译:郝长文