汽車工業(yè)、造船業(yè)廣泛采用鋼-鋁復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，以減少燃料消耗和碳排放。船體上層結(jié)構(gòu)主要由鋼和鋁合金制成，這種材料組合降低了船體總重量和重心，從而使船舶穩(wěn)定。近日，德國漢諾威激光中心（LZH）、弗勞恩霍夫結(jié)構(gòu)耐久性與系統(tǒng)可靠性研究所（LBF）等機(jī)構(gòu)共同開發(fā)出一種鋼-鋁激光焊接工藝，可快速靈活地制備不同厚度混合接頭，從而替代昂貴且復(fù)雜的爆炸噴涂（explosive plating）工藝。
金屬焊接過程中產(chǎn)生的金屬間化合物（金屬間相）一旦過大將導(dǎo)致焊接部位脆化并加速斷裂。為了將鋼—鋁合金之間的金屬間化合物控制到最小，需保證激光束焊接過程可控。研究人員通過發(fā)射光譜與短相干干涉測量實(shí)現(xiàn)工藝控制，并通過激光束功率調(diào)節(jié)來主動(dòng)控制焊接深度，從而保證焊縫質(zhì)量，即使存在板材厚度跳躍也不受影響。在靜態(tài)載荷下進(jìn)行拉伸剪切試驗(yàn)，激光焊接接頭的強(qiáng)度與爆炸噴涂工藝相當(dāng)，激光焊接鋁合金的屈服強(qiáng)度提高了52%。
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