磁場(chǎng)輔助激光焊接雙金屬?gòu)?fù)合板接頭性能研究

磁場(chǎng)輔助激光焊接雙金屬?gòu)?fù)合板接頭性能研究

摘要：雙金屬?gòu)?fù)合板在工業(yè)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景，而接頭的性能對(duì)于復(fù)合板的使用效果至關(guān)重要。本研究以磁場(chǎng)輔助激光焊接技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合板接頭的焊接性能進(jìn)行了研究。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，探究了焊接參數(shù)、焊接速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等因素對(duì)焊接接頭性能的影響，并提出了優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明，磁場(chǎng)輔助激光焊接能夠顯著提高雙金屬?gòu)?fù)合板接頭的焊接質(zhì)量和力學(xué)性能，有效解決了傳統(tǒng)焊接方法存在的一系列問(wèn)題，為雙金屬?gòu)?fù)合板的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。

1.引言

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，雙金屬?gòu)?fù)合板的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。雙金屬?gòu)?fù)合板由兩種不同材料通過(guò)鋼膠板或鋼和鋁之間的聯(lián)接技術(shù)結(jié)合而成，具備了兩種材料的優(yōu)點(diǎn)。然而，雙金屬?gòu)?fù)合板的接頭性能對(duì)于其整體性能起著重要作用。

傳統(tǒng)的焊接方法在雙金屬?gòu)?fù)合板的接頭中存在一些問(wèn)題，如焊接時(shí)易出現(xiàn)熔渣、氣孔等缺陷，焊縫區(qū)域的應(yīng)變集中，易導(dǎo)致接頭的脆性斷裂。為了解決這些問(wèn)題，磁場(chǎng)輔助激光焊接技術(shù)被引入到雙金屬?gòu)?fù)合板接頭的焊接過(guò)程中。

2.磁場(chǎng)輔助激光焊接雙金屬?gòu)?fù)合板接頭的實(shí)驗(yàn)研究

2.1實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)采用了鋁-鋼復(fù)合板作為研究對(duì)象。其中鋁板是6061-T6鋁合金，鋼板是Q235B鋼。研究采用了商用的CO2激光焊接機(jī)，焊接使用純的惰性氣體保護(hù)氣。同時(shí)，在焊接過(guò)程中引入了磁場(chǎng)輔助裝置。

2.2實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì)

為了研究焊接參數(shù)對(duì)接頭性能的影響，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一系列不同的焊接參數(shù)組合。主要考慮的參數(shù)包括激光功率、焊接速度、磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度等。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得到了一組共27個(gè)實(shí)驗(yàn)樣本，每個(gè)樣本由焊接接頭構(gòu)成。

2.3焊接接頭性能測(cè)試與分析

通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）、力學(xué)性能測(cè)試等方法對(duì)焊接接頭進(jìn)行了性能測(cè)試與分析。其中，通過(guò)SEM觀察焊縫的形貌，檢測(cè)焊接缺陷和氣孔等問(wèn)題。力學(xué)性能測(cè)試主要包括拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等參數(shù)。

3.結(jié)果與分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的焊接接頭樣本進(jìn)行了性能測(cè)試與分析。在不同焊接參數(shù)下，焊接接頭的形貌和性能存在差異。通過(guò)對(duì)比分析，得出以下結(jié)論：

3.1焊接參數(shù)對(duì)接頭性能的影響

激光功率和焊接速度是影響接頭性能的重要因素之一。在一定范圍內(nèi)增加激光功率和降低焊接速度可以顯著提高接頭的焊接質(zhì)量和力學(xué)性能。

3.2磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度對(duì)接頭性能的影響

通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度，可以改變接頭的焊縫形貌，減少缺陷的產(chǎn)生。在一定范圍內(nèi)增加磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度，可以提高接頭的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

4.優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)

在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)磁場(chǎng)輔助激光焊接雙金屬?gòu)?fù)合板接頭的優(yōu)化焊接工藝參數(shù)進(jìn)行了探索。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)與優(yōu)化，得到了一組較好的焊接工藝參數(shù)，提高了接頭的焊接質(zhì)量和力學(xué)性能。

5.結(jié)論

本研究通過(guò)磁場(chǎng)輔助激光焊接技術(shù)對(duì)雙金屬?gòu)?fù)合板接頭性能進(jìn)行了研究與分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，磁場(chǎng)輔助激光焊接能夠顯著提高接頭的焊接質(zhì)量和力學(xué)性能。通過(guò)調(diào)節(jié)焊接參數(shù)和磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度，可以優(yōu)化接頭的焊縫形貌，減少缺陷的產(chǎn)生。本研究為雙金屬?gòu)?fù)合板的應(yīng)用提供了一定的技術(shù)支持，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

6.本研究通過(guò)對(duì)不同焊接參數(shù)下焊接接頭的形貌和性能進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：首先，激光功率和焊接速度是影響接頭性能的重要因素，增加激光功率和降低焊接速度可以顯著提高接頭的焊接質(zhì)量和力學(xué)性能。其次，磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度可以改變接頭的焊縫形貌，減少缺陷的產(chǎn)生，增加磁場(chǎng)輔助強(qiáng)度可以提高接頭的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。最后，通過(guò)多次試驗(yàn)與優(yōu)化，我們得到了一組較好的焊接工藝參數(shù)