一种钢表面增植短纤维增强增韧的钢/铝异种金属焊接方法技术

技术编号:41366746 阅读:39 留言:0更新日期:2024-05-20 10:14
本发明专利技术公开了一种钢表面增植短纤维增强增韧的钢/铝异种金属焊接方法,属于异种金属焊接技术领域。本发明专利技术采用激光使钢表面发生重熔,在激光运动过程中钢质短纤维从熔池后方拖尾处送入,利用钢质短纤维与钢基体的熔点差异与表面熔池的动态凝固过程,使钢质短纤维直接植入到钢基体表面,形成高粗糙度、短纤维状的表面;进一步采用钎焊或熔钎焊方法使液态铝合金对钢质短纤维表面润湿铺展,形成冶金结合,进而获得高质量的钢/铝过渡接头。利用该方法可以有效增大钢与液态铝之间的结合面积,缓解接头残余应力,提高接头韧性,获得具有优异力学性能、高强度的接头,便于推广应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于异种金属焊接,具体涉及一种钢表面增植短纤维增强增韧的钢/铝异种金属焊接方法


技术介绍

1、钢/铝异种金属复合结构具有轻量化、低成本、良好的结构与性能的平衡等一系列的优势,在汽车、航天、船舶和兵器工业领域具有广泛的应用需求。然而,钢/铝异种金属在焊接过程中不可避免地会产生金属间化合物,导致接头脆性大、强度低,已经成为限制这种结构应用的主要瓶颈。

2、针对钢/铝异种金属界面脆性金属间化合物的问题,国内外研究人员在界面反应机理、金属件化合物生长调控和焊接过程中的工艺控制等方面进行了大量的研究,试图避免或者消除界面金属间化合物的形成,但是仅能在尺度和形态上进行控制。当前,钢/铝异种金属焊接过程中界面金属间化合物难于避免已成为当前学术界的共识。虽然从金属间化合物尺度或者形态上调控后,钢/铝异种金属焊接接头在强度上能够达到较好的水平,但是由于金属间化合物仍然以平层状或近平层状存在,界面的断裂韧性低,接头力学性能稳定性较差,并且在焊接残余应力的作用下容易发生自动开裂的风险。因此,钢/铝异种金属焊接接头的服役能力不够可靠,特别是在承受冲击载荷和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种钢表面增植短纤维增强增韧的钢/铝异种金属焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的钢板为不锈钢、镀锌钢、碳钢中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述的激光器为YAG固体激光器、光纤激光器和半导体激光器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述的增植短纤维为钢丝、铁丝中的任意一种,短纤维的尺寸参数为:长度为0.3-2mm,直径为0.1-0.5mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述...

【技术特征摘要】

1.一种钢表面增植短纤维增强增韧的钢/铝异种金属焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的钢板为不锈钢、镀锌钢、碳钢中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述的激光器为yag固体激光器、光纤激光器和半导体激光器中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述的增植短纤维为钢丝、铁丝中的任意一种,短纤维的尺寸参数为:长度为0.3-2mm,直径为0.1-0.5mm。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中所述控制激光器的技术参数是:激光功率为800-3000w,扫描速度为8-10mm/s,激光在工件表面的光斑面积为1mm~5mm。

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【专利技术属性】
技术研发人员:陈树海李立泽杨健叶政王万里黄继华
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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