鎳中間層對304/5052激光-MIG復(fù)合焊接頭組織與力學(xué)性能的影響*

彭聰， 劉桂謙， 劉秀航， 張南峰， 高向東

(廣東工業(yè)大學(xué)，廣東省焊接工程技術(shù)研究中心，廣州 510006)

0 前言

將鋼材與輕合金進(jìn)行有效連接，可以得到金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)。良好的金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)可以擁有鋼材高強(qiáng)度與高硬度的優(yōu)點，又具備輕合金密度小、質(zhì)量輕的優(yōu)勢，是節(jié)能環(huán)保的重要手段之一，常用于汽車制造與船舶制造[1-2]。其中，不銹鋼和鋁合金都是常用且具備良好耐腐蝕性的金屬材料[3-4]，但由于鋼/鋁存在明顯的物理性質(zhì)和化學(xué)性能的差異以及在焊接過程中Fe和Al相互作用，產(chǎn)生脆性相的鐵鋁金屬間化合物，所以鋼/鋁焊接性較差，難以高效獲得良好的鋼/鋁接頭[5-7]。通過改變鋼/鋁接頭中的元素組成和分布情況，可以有效改變鋼/鋁接頭的微觀組織和力學(xué)性能，例如改變焊絲的化學(xué)成分[8]、添加中間層等方式[9]。

激光-電弧復(fù)合焊利用激光和電弧作為復(fù)合熱源，可具兩者優(yōu)勢，也可互補(bǔ)兩者劣勢，從而達(dá)到1+1>2的效果。但是，新的技術(shù)會帶來新的難題，由于激光-電弧復(fù)合焊接過程中使用復(fù)合熱源，所以其焊接過程難以預(yù)測，其焊接成形效果和機(jī)理還需要研究[10-11]。借助激光-電弧復(fù)合焊系統(tǒng)、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析儀及萬能測試機(jī)，研究了鎳中間層對不同熔深條件下304不銹鋼/5052鋁合金激光-MIG深熔搭接焊的影響規(guī)律，從而為鋼/鋁激光-MIG深熔焊提供試驗依據(jù)。

1 試驗方法

試驗材料采用304不銹鋼和5052鋁合金作為母材，純鎳片為中間層，304不銹鋼的尺寸為150 mm×110 mm×3 mm，5052鋁合金的尺寸為150 mm×110 mm×1.5 mm，鎳片的尺寸為160 mm×20 mm×0.1 mm。采……