【摘 要】
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采用脉冲激光点焊的方法,对厚度为1.5 mm的锆基非晶合金实现了有效连接,并研究了激光峰值功率、脉宽和离焦量及三者之间的交互作用对焊点表面直径、熔深和单个焊点承受最大载
【机 构】
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华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北 武汉,430074
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采用脉冲激光点焊的方法,对厚度为1.5 mm的锆基非晶合金实现了有效连接,并研究了激光峰值功率、脉宽和离焦量及三者之间的交互作用对焊点表面直径、熔深和单个焊点承受最大载荷的影响,基于响应面优化方法对焊接工艺参数进行优化,建立焊点表面直径、熔深和单个焊点承受的最大载荷与激光峰值功率、脉宽和离焦量之间的数学模型,对数值模型进行了验证.脉冲激光点焊厚度为1.5 mm的锆基非晶合的优化出工艺参数为峰值功率1.2～1.21 kW,脉宽5.96～6.0 ms,离焦量-1.78～-2.00 mm.在此焊接参数范围内,焊点表面直径为0.892～0.895 mm,熔深为2.479～2.514 mm,单个焊点能承受的最大载荷为109.2～110.3 N.研究结果表明,随焊接峰值功率和脉宽的增大,焊点表面尺寸和熔深增加,热影响区的晶粒尺寸增大.当热影响区出现纳米晶粒时,单个焊点能承受的最大载荷呈增大趋势,当晶粒长大至4 μm后,单个焊点能承受的最大载荷呈减小趋势,其原因为大晶粒的出现导致大量位错聚集,成为微观裂纹源.离焦量主要影响熔深,随着离焦量由-2.0 mm变化至-0.4 mm,熔深逐渐减小,而单个焊点能承受的最大载荷和表面尺寸变化较小.
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