[發明專利]鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的制備及其焊接方法

有效

• 申請號: 202110464590.3
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113146039B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 張華;楊帆;雷敏;曾遨日
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/323;B23K26/60;B23K35/30;B23K35/36
• 代理公司: 桂林文必達專利代理事務所(特殊普通合伙) 45134
• 代理人: 張學平

本發明公開了一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的制備及其焊接方法，將雙相鋼和鎂合金采用“鋼上鎂下”的搭接形式，中間層采用純度為99.9％的Cu粉和Si粉，按照不同質量比均勻混合制成的中間層復合粉末進行激光焊接。本發明的技術效果是，Cu元素提高了焊接過程的穩定性，減少了焊接缺陷的產生，促進焊縫中Mg/Fe界面處Fe?Al層均勻穩定地生成，而Si元素的加入能夠將Fe?Al反應層中的脆性較大的Fe?Al相轉變為脆性較低的Fe?Si?Al相，提高鎂合金/鋼焊接接頭的抗拉剪力。

技術領域

本發明涉及異種金屬激光焊接技術領域，尤其涉及一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的制備及其焊接方法。

背景技術

激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、焊接變形小、可焊材料范圍廣等優點，在實現鎂合金/鋼優質高效連接方面具有很好的優勢。由于鎂/鋼之間的熱膨脹系數和熔沸點等熱物理性能差異較大，兩者之間互不固溶且無法生成金屬間化合物(IMC)等原因，獲得鎂和鋼的良好焊接接頭存在一定的困難。但在焊接時在鎂/鋼之間加入中間層能夠有效實現鎂合金/鋼之間的焊接，獲得性能良好的焊接接頭。

在目前的研究中，Cu單獨作為中間層，可以在接頭鎂/鋼界面處生成連續穩定的Fe-Al相，提高焊接過程的穩定性，但焊接頭的抗拉剪力較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的制備及其焊接方法，提高鎂合金/鋼焊接接頭的抗拉剪力。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的焊接方法，包括以下步驟：

對兩塊待焊接基材進行預處理，并采用鋼上鎂下的搭接形式，將制備得到的中間層復合粉末均勻鋪滿對應的所述待焊接基材的搭接面；

采用激光焊接的方式對兩塊所述待焊接基材進行焊接處理。

其中，兩塊所述待焊接基材分別為DP590鍍鋅雙相鋼和AZ31B鎂合金。

其中，激光焊接的參數包括激光功率為600W-1000W，焊接速度為0.03-0.08m/s，離焦量為-3-+3mm，保護氣體為99.99％的氬氣，采取側吹的方式，氣體流量為15-25L/min。

其中，激光頭沿垂直激光行進方向偏離2-10°。

第二方面，本發明提供了一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的制備方法，適用于如第一方面所述的鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的焊接方法，包括：

基于設定的質量比，采用純度為99.9％的純Cu粉末和純Si粉末制成中間層復合粉末，其中，質量比為Cu為80％-98％，Si為2％-20％。

本發明的一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的制備及其焊接方法，將雙相鋼和鎂合金采用“鋼上鎂下”的搭接形式，中間層采用純度為99.9％的Cu粉和Si粉，按照不同質量比均勻混合制成的Cu-Si復合粉末進行激光焊接。本發明的技術效果是，Cu元素提高了焊接過程的穩定性，減少了焊接缺陷的產生，促進焊縫中Mg/Fe界面處Fe-Al層均勻穩定地生成，而Si元素的加入能夠將Fe-Al反應層中的脆性較大的Fe-Al相轉變為脆性較低的Fe-Si-Al相，提高鎂合金/鋼焊接接頭的抗拉剪力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明提供的一種鎂合金鋼激光焊接的中間層復合粉末的焊接方法的步驟示意圖。

圖2是本發明第一實施例提供的焊縫正面外觀圖。