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超强激光科学卓越创新简报

(第三百零二期)

2022年8月24日

上海光机所利用电阻点焊-激光复合技术提升铝/钢异种金属点焊缝的力学性能

  近期,im电竞官方网站(中国)股份有限公司激光智能制造技术研发中心对铝/钢异种金属开展了电阻点焊-激光复合焊接技术实验研究,提升了铝/钢异种金属焊接接头的力学性能。相关研究成果以“Hybrid resistance-laser spot welding of aluminum to steel dissimilar materials: Microstructure and mechanical properties”为题发表于Materials & Design

  铝/钢异种金属焊接技术在汽车轻量化背景下具有广泛应用的前景。然而,由于铝/钢之间的热物理性能差异巨大,焊接时焊缝中形成大量的脆性金属间化合物和裂纹,导致铝/钢异种金属焊接构件无法满足车身应用要求。迄今为止,为了攻克铝/钢异种金属焊接的难题,过去的研究工作主要从焊接参数的优化和调控焊缝合金元素出发,旨在减少焊缝的脆性金属间化合物形成和提升接头力学性能。但目前尚未获得能满足广泛应用的高质量铝/钢异种金属焊接接头。

  针对铝/钢异种金属焊缝性能差的问题,研究人员采用一种电阻点焊-激光复合焊接技术对该组合进行焊接。首先采用汽车制造中主流的电阻点焊连接技术制造点焊缝,随后利用激光飞行焊接技术在点焊缝外围制造环形焊缝,通过改变焊点结构和控制脆性金属间化合物厚度,实现了铝/钢接头力学性能的显著提升。该工作为铝/钢异种金属连接提供了新的技术方案。

  相关工作得到了上海市经济和信息化委员会的工业强基项目支持。

  

图1 激光焊缝微观结构和元素分布

图2 铝/钢界面微观结构及元素线分布

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