为了抑制或减少镀锌钢/6016铝合金在激光焊过程中生成Fe/Al脆性金属间化合物,采用光纤激光器,不添加任何钎料,对汽车车身用镀锌钢与6016铝合金平板试件进行激光搭接焊试验.利用ANSYS有限元分析软件,建立钢/铝激光焊热源模型.基于模拟计算与温度同步测量,获取不同工艺条件下焊接熔深,将其作为训练样本,利用BP神经网络,建立激光焊条件下焊接功率、焊接速度、离焦量与焊接熔深之间的非线性映射关系,优化焊接工艺参数.采用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、微机控制电子万能试验机等手段对优化工艺条件下焊接接头各区域的金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相和接头力学性能进行研究.结果表明:模拟计算获得工件表面距焊缝中心不同位置温度与实验同步测量温度基本吻合,所建热源模型能反映激光焊实际过程特点;通过神经网络方法建立模型预测不同工艺参数下焊接熔池深度的相对误差控制在10％以内;优化工艺条件下,焊缝横截面铝熔化,钢少量熔化,液态铝在钢表面润湿铺展良好,钢/铝界面层形成厚度约为9μm、由FeAl和Fe3Al组成的金属间化合物层,焊接接头平均抗剪强度为27.70 MPa,断裂形貌表现为准解理和韧性的混合型断裂特征.
参考文献
| [1] | 龙江启,兰凤崇,陈吉清.车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展[J].机械工程学报,2008(06):27-35. |
| [2] | 虞钢,赵树森,张永杰,何秀丽,庞铭.异种金属激光焊接关键问题研究[J].中国激光,2009(02):261-268. |
| [3] | 张明军,陈根余,李时春,梅丽芳,张正.车用铝合金与镀锌钢光纤激光搭接焊试验研究[J].中国激光,2011(06):134-139. |
| [4] | H.T. Zhang;J.C. Feng;P. He .Interfacial microstructure and mechanical properties of aluminium-zinc-coated steel joints made by a modified metal inert gas welding-brazing process[J].Materials Characterization,2007(7):588-592. |
| [5] | 雷振,王旭友,王伟波,林尚扬.铝/镀锌钢复合热源熔-钎接头中的Al-Fe 金属间化合物层分析[J].焊接学报,2007(11):65-68. |
| [6] | 周惦武,吴平,彭利,张屹,陈根余.镀Zn钢-6016铝合金异种金属的激光熔钎焊及数值模拟[J].中国有色金属学报,2012(06):1738-1746. |
| [7] | 彭利,周惦武,徐少华,彭平,刘金水.镀锌钢-6016铝合金激光焊接组织性能与第一性原理计算[J].中国有色金属学报,2012(01):230-238. |
| [8] | Alexandre Mathieu;Sebastien Pontevicci;Jean-claude Viala;Eugen Cicala;Simone Matteie;Dominique Grevey .Laser brazing of a steel/aluminium assembly with hot filler wire (88% Al, 12% Si)[J].Materials Science & Engineering, A. Structural Materials: Properties, Misrostructure and Processing,2006(1/2):19-28. |
| [9] | 樊丁,张诗正,余淑荣,蒋锴.5A02铝合金与镀锌钢CO2激光熔-钎焊接工艺[J].热加工工艺,2012(11):140-142. |
| [10] | 褚庆臣,何秀丽,虞钢,郑彩云,赵树森,宁伟健.不锈钢激光搭接焊接头温度场数值模拟及分析[J].中国激光,2010(12):3180-3186. |
| [11] | 曾祥呈,黄健文,张庆茂.激光焊接过程温度场的模拟[J].应用激光,2008(03):190-195. |
| [12] | 刘黎明,梁国俐,刘玉君,郑赞,张崇华,刘培晟.基于人工神经网络的船舶高强钢焊接变形分析预测[J].焊接学报,2002(01):27-30,33. |
| [13] | Sujit Ghosal;Sudipto Chaki .Estimation and optimization of depth of penetration in hybrid CO_2 LASER-MIG welding using ANN-optimization hybrid model[J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology,2010(9/12):1149-1157. |
| [14] | 薛忠明,顾兰,张彦华.激光焊接温度场数值模拟[J].焊接学报,2003(02):79-82. |
| [15] | P. Sathiya;K. Panneerselvam;M.Y. Abdul Jaleel .Optimization of laser welding process parameters for super austenitic stainless steel using artificial neural networks and genetic algorithm[J].Materials & design,2012(Apr.):490-498. |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%