近红外光和蓝光激光焊接Ti/Cu异种金属工艺研究

摘要：

Ti/Cu异种金属结构能兼具两者优势,满足结构低密度、高比强度和高导热需求.由于Cu等有色金属材料对近红外光(NIR)波长激光的高反性,使近红外波长的激光焊接Ti/Cu异种金属结构存在极大的难度.使用不同波长和多波长复合的激光对TC4钛合金/T2纯铜进行焊接试验,研究激光波长对焊缝结构和性能的影响,并使用3D表面轮廓扫描分析仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等设备对焊缝表面形貌和界面显微组织开展评价分析.结果表明:蓝光促进了 Cu对激光能量的吸收,使焊缝的结构成型更优.在复合光源偏置光斑的最优焊接参数条件下,获得了最高拉伸强度为204.51 MPa的接头,其平均拉伸强度(196.82 MPa)达到T2 Cu母材(230 MPa)的85.57％.界面分析表明,最优参数下的Cu侧的熔化大于Ti侧,焊缝中以Cu元素为主,仅形成了由Ti扩散导致的12 μm厚的金属间化合物层.拉伸断口分析表明,Ti2Cu,TiCu和TiCu2等金属间化合物是影响接头力学性能的主要原因.研究所发现的现象对提升Ti/Cu异种金属激光焊工艺的开发及工业化应用具有重要意义.

关键词：Ti/Cu异种金属、复合激光焊接、近红外(NIR)激光、蓝光激光

所属期刊栏目：47

分类号：TG456.7(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：中央引导地方科技发展专项资金项目;广西研究生教育创新计划项目

在线出版日期：2023-07-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：738-747