鋼鋁異種材料的激光焊接

1、鋁和鋼的激光焊接鋁和鋼的激光焊接課程名稱：激光焊接工藝實踐課程名稱：激光焊接工藝實踐承擔單位：浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院承擔單位：浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院鋼鋁異種材料的激光焊接鋼鋁異種材料的激光焊接1. 1. 教學(xué)目標教學(xué)目標 了解不同性質(zhì)的兩種材料（異種材料）的焊接性特點，了解不同性質(zhì)的兩種材料（異種材料）的焊接性特點，學(xué)習分析生產(chǎn)這中常用的鋁和鋼的焊接性問題，掌握激光學(xué)習分析生產(chǎn)這中常用的鋁和鋼的焊接性問題，掌握激光焊接工藝要點。焊接工藝要點。2.1 2.1 異種材料的焊接特點異種材料的焊接特點 2.2. 鋼和鋁異種材料的激光焊接鋼和鋁異種材料的激光焊接1 1）異種材料焊接的概念）異種材料焊接的概念

2、 是指不同化學(xué)成分、不同組織性能的兩種材料的焊接。是指不同化學(xué)成分、不同組織性能的兩種材料的焊接。 生產(chǎn)實踐中經(jīng)常會涉及到不同鋼材之間的焊接，如珠光體鋼生產(chǎn)實踐中經(jīng)常會涉及到不同鋼材之間的焊接，如珠光體鋼和奧氏體鋼；鋼與有色金屬之間的焊接，如鋼和鋁的焊接；有色和奧氏體鋼；鋼與有色金屬之間的焊接，如鋼和鋁的焊接；有色金屬之間的焊接，如銅和鋁的焊接；甚至工程上要求金屬和非金金屬之間的焊接，如銅和鋁的焊接；甚至工程上要求金屬和非金屬進行焊接，如金屬和陶瓷之間的連接。屬進行焊接，如金屬和陶瓷之間的連接。2 2）異種材料焊接的主要問題）異種材料焊接的主要問題 取決于兩種材料的組織結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性能等，兩

3、種材料的取決于兩種材料的組織結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性能等，兩種材料的這些性能差異越大，焊接性越差。異種材料焊接的主要問題包括如下幾個方面：這些性能差異越大，焊接性越差。異種材料焊接的主要問題包括如下幾個方面：a.a.異種材料的線膨脹系數(shù)不同，容易引起較高的熱應(yīng)力，使焊接接頭變形；異種材料的線膨脹系數(shù)不同，容易引起較高的熱應(yīng)力，使焊接接頭變形；b.b.異種材料焊接過程中容易在接頭處形成新的組織或化合物，使接頭性能惡化；異種材料焊接過程中容易在接頭處形成新的組織或化合物，使接頭性能惡化；C.C.異種材料焊接的熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)力學(xué)性能差，特別是塑性下降明顯；異種材料焊接的熔合區(qū)和焊接熱影響區(qū)力學(xué)性能差，

4、特別是塑性下降明顯；d.d.異種材料焊接接頭因熱應(yīng)力和低塑性容易導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。異種材料焊接接頭因熱應(yīng)力和低塑性容易導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。2.2 2.2 鋼與鋁焊接的主要困難鋼與鋁焊接的主要困難（1 1）由于兩種材料的熔點、導(dǎo)熱系數(shù)、線脹系數(shù)、力學(xué)性能差）由于兩種材料的熔點、導(dǎo)熱系數(shù)、線脹系數(shù)、力學(xué)性能差異大，焊接時不同時熔化，難熔合而導(dǎo)致裂紋傾向較大；異大，焊接時不同時熔化，難熔合而導(dǎo)致裂紋傾向較大；（2 2）熔焊過程容易生成脆性化合物：）熔焊過程容易生成脆性化合物：FeAlFeAl3 3、FeFe2 2AlAl、FeFe2 2AlAl7 7等；等；（3 3）鋁在高溫時生成的）鋁在高溫時生成的AlAl

5、2 2O O3 3影響熔合；影響熔合；根據(jù)鋼鋁焊接時容易出現(xiàn)的問題，需要采取的措施如下：根據(jù)鋼鋁焊接時容易出現(xiàn)的問題，需要采取的措施如下：（1 1）在鋼的表面釬焊一薄層）在鋼的表面釬焊一薄層ZnZn或或AgAg等過渡金屬后熔焊；等過渡金屬后熔焊；（2 2）對接時，坡口開在鋼一側(cè)，焊接時熱源偏向鋁側(cè)，防止）對接時，坡口開在鋼一側(cè)，焊接時熱源偏向鋁側(cè)，防止過渡層蒸發(fā)；過渡層蒸發(fā)；（3 3）采用惰性氣體保護；）采用惰性氣體保護；圖圖1 1 鋼與鋁搭接激光焊示意圖鋼與鋁搭接激光焊示意圖鋼鋼鋁鋁滲透層滲透層0.5mm2.3 2.3 鋼與鋁的激光焊接鋼與鋁的激光焊接4mm4mm厚碳鋼與鋁板搭接厚碳鋼與鋁板

6、搭接, ,鋼在上面：鋼在上面：激光功率：激光功率：3.5KW3.5KW焊接速度：焊接速度：2.2m/min.2.2m/min.離焦量：離焦量：-1mm-1mm保護氣體：保護氣體：90%Ar+10%He (25L/min.90%Ar+10%He (25L/min.側(cè)側(cè)吹，與板材平面成吹，與板材平面成4040度角）度角）鍍鋅鍍鋅鋼板鋼板鋁合鋁合金板金板圖圖2 2 鍍鋅鋼板與鋁合金焊接接頭微觀組織鍍鋅鋼板與鋁合金焊接接頭微觀組織3. 3. 小結(jié)小結(jié) 異種材料焊接性較差，需采取特殊工藝措施來獲得符合要異種材料焊接性較差，需采取特殊工藝措施來獲得符合要求的接頭；鋼和鋁的激光焊同樣存在較多困難，對接時在鋼求的接頭；鋼和鋁的激光焊同樣存在較多困難，對接時在鋼側(cè)施加過渡層，搭接時鋼在上面并控制滲透層厚度。側(cè)施加過渡層，搭接時鋼在上面并控制滲透層厚度。4. 4. 作業(yè)