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文檔簡介
1、銅、鋁金屬在電子及電力電氣等方面應用廣泛,其中,鋁代替銅可以有效地降低成本、減輕器件重量。然而,銅和鋁在物理與化學性能上存在較大差異,導致銅與鋁異種金屬之間的焊接性較差。激光焊接及高能束焊接方法在異種金屬焊接中的應用研究是當前該領域的前沿課題,本文開展銅-鋁異種金屬激光焊接的研究,對于弄清異種金屬激光焊接成形機理具有重要的理論意義及實際應用價值。
首先,本文以計算流體動力學為基礎對銅-鋁激光焊接過程進行了數(shù)值模擬研究,改進了銅
2、鋁搭接激光焊接數(shù)值分析模型,模型中的計算域包含空氣、銅、鋁三相,同時添加空氣與銅界面作為自由表面;研究結果表明,數(shù)值分析模型中銅的上端添加0.3mm厚度的空氣層,設置自由表面,可使模擬結果與試驗結果更加吻合;由于銅與鋁熱物理性能的差異,使兩者凝固速率不同,引起銅-鋁接頭熔池在凝固過程中出現(xiàn)兩熔池逐漸分離的特殊現(xiàn)象。
其次,針對激光功率、焊接速度等焊接參數(shù)設計了銅-鋁異種金屬激光焊接成形實驗,以研究焊縫成形特征及變化規(guī)律。銅側焊
3、縫與鋁側焊縫形貌具有較大差異,并未出現(xiàn)均勻連續(xù)的熔合線,而是出現(xiàn)了銅側焊縫較窄,鋁側焊縫寬度較寬的特殊接頭形貌;銅與鋁連接部位出現(xiàn)了“鋁侵入銅”的特殊現(xiàn)象,即部分熔化的鋁進入了銅側焊縫之中。
再次,采用SEM&EDS對銅鋁異種金屬焊縫過渡區(qū)域進行了微觀組織觀察與成分分析,發(fā)現(xiàn)在激光焊接過程中,由于冷卻速度較大,銅與鋁來不及進行充分混合,形成銅鋁混合的濃度梯度,最終形成了微觀組織與成分不相同的過渡層。
最后,針對銅-鋁
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