采用激光熔钎焊技术进行镁/钢异种材料的搭接试验,通过添加镍中间层调控焊缝成分,并通过外加纵向交变磁场调控接头的组织形貌,从而提升接头的力学性能。试验结果表明:强烈的电磁搅拌促进了镁、镍、铁元素之间的扩散与反应;外加交变磁场后,镁侧焊缝熔池中的带状Fe-Ni固溶体使接头的机械咬合作用增强,金属间化合物层的类熔焊区与类钎焊区未生成树枝状AlNi,类熔焊区形成的连续的纳米级AlNi层对接头具有强化作用,提高了接头的力学性能。接头的拉剪强度随着励磁电流I_E与励磁频率f的增加呈先增大后减小的趋势,当激光功率P=1250 W,焊接速度v=20 mm/s,I_E=1.2 A,f=35 Hz时,接头的拉剪强度最高,达到了228 MPa,比无交变磁场时提高了约15%。

通过激光搭接焊试验,研究了不同接头试样的拉伸剪切性能和疲劳性能,结合焊缝横截面及断口形貌,对试验结果进行了分析。结果表明,对于宽度为80 mm的非熔透型接头,残余应力导致接头拉剪强度减小4.1%,疲劳极限值减小26.4%;0.2 mm搭接间隙使得接头的拉剪强度减小8.8%,疲劳极限值减小6.25%;20°激光斜入射使得接头的拉剪强度增大3.8%, 疲劳极限值增大18.7%。对于相同板厚组合,母材的冷轧状态对接头的力学性能会有一定的影响。

研究了316L不锈钢和6061铝合金的YAG激光焊接工艺, 优化了激光焊接工艺参数(焊接电流、激光脉宽、激光频率、焊接速度), 分析了接头抗拉剪强度及焊缝区显微硬度。结果表明, 激光焊接优化工艺参数为焊接电流100 A, 激光脉宽4.5 ms, 激光频率12 Hz, 焊接速度0.17 m/min; 优化后接头最大抗拉剪强度为98.86 MPa; 焊缝熔池区显微硬度介于铝合金与不锈钢硬度之间, 显微硬度随着偏离焊缝中心的距离增加(从焊缝中心到熔合线)逐渐降低。