Abstract ：

设备器件精密化、微型化是工业发展的重要趋势。在航空航天、动力电池、消费电子、生物医疗等应用领域中，零部件的日益微型化对微加工工艺提出了更高的要求。金属材料微焊接是微加工领域的重要需求之一，而激光具有能量密度高、热输入精确可控、焊接变形小等特点，是金属材料微焊接的重要技术手段。对金属材料激光微焊接技术展开了探讨，明确了其内涵，阐明了微尺度效应的影响，并总结了激光微焊接常见的缺陷及其质量控制方法，介绍了同种金属材料和异种金属材料激光微焊接的重要应用前景。最后，指出了金属材料激光微焊接技术存在的问题，并展望了未来的发展方向。

Keyword ：

工艺参数 激光微焊接 应用 激光技术 尺度效应 金属箔材

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Abstract ：

选用3 mm厚冷轧态高纯铝板和退火态高纯铁板作为焊接母材,使用300/400/500/600 r/min-100 mm/min和300 r/min-80/60 mm/min焊接参数进行铝/铁异种金属搅拌摩擦焊对接焊试验.对焊接接头进行显微硬度和拉伸性能测试,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)等对接头组织进行表征.焊缝宏观形貌观察发现,焊缝的正面和背面有孔洞,正面出现毛刺.随着转速焊速比增加,孔洞消失毛刺增加.拉伸试验结果显示,共出现3种失效模式,分别为在300 r/min-100 mm/min参数下孔洞缺陷处断裂,300 r/min-80/60 mm/min参数下Al/Fe界面断裂和400/500/600 r/min-100 mm/min处Al侧基体断裂,3种模式下的最大焊接效率分别为40.1％、41.0％和60.4％,其中Al侧基体断裂模式的焊接效率最高.出现在焊核区的孔洞降低了接头强度,导致了缺陷断裂;在300 r/min低转速下,界面未达到有效的冶金结合,界面强度低于Al基体强度,导致Al/Fe界面断裂.硬度试验结果显示,铝侧硬度呈现先下降后上升趋势,硬度最低点出现在距离铝铁界面6～7 mm的热影响区,与Al侧基体断裂位置相对应,随着转速提高,界面强度高于Al侧热影响区的强度,导致了 Al侧基体断裂.

Keyword ：

冶金结合 失效模式 搅拌摩擦焊 力学性能 铝/铁异种金属

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为研究铝合金表面预处理方法对钢铝异种金属焊接质量的影响，在焊接前采用4种不同预处理方法对待焊铝板进行处理，然后采用冷金属过渡熔钎焊方法对低碳镀锌钢板与6系铝合金进行焊接，对比了不同方法对焊缝成形、气孔率及强度的影响，并对焊缝显微组织进行了研究。结果表明：机械打磨得到的焊缝连续均匀，气孔率较低，接头强度最高，是最有效的表面预处理方法。

Keyword ：

焊接质量 钢铝异种金属 表面预处理

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本发明提供一种超薄板异种金属焊接方法，包括以下步骤：使用清洗剂对第一待焊工件和第二待焊工件进行超声清洗预定时间；将所述第一待焊工件和所述第二待焊工件装配在焊接夹具上；控制环形激光设备将输出的激光束投射于所述第一待焊工件的上表面形成混合光斑，并控制所述混合光斑按照具有预定螺旋线直径和预定螺距的螺旋线路径对预定焊接点依次进行点焊。通过采用环形激光设备按照螺旋线路径对预定焊接点依次进行点焊，并通过控制热输入来控制铜的熔化量，达到减少金属间化合物的目的。由于环形激光设备输出的光斑为混合光斑，所以在中心处为熔化焊接头，在螺旋间隔内为熔钎焊接头，大大提高了加工效率。

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用于钛‑钢焊缝高熵化的药芯焊丝及其制备方法，属于焊接技术领域。包括药芯和外皮；药芯按质量百分比由以下组分组成：钛粉10～30％，铁粉10～50％，铌粉10～50％，钼粉10～30％，以上组分质量百分比之和为100％；外皮选用Ni‑Cr‑Co系镍基合金带，其主要成分为：Co含量27％～33％，Cr含量26％～30％，Fe含量2.5％～3.5％，Ni余量；药芯的包覆率为15％。进行钛‑钢异种金属熔化焊接，焊缝金属的化学成分处在高熵合金的主元范围内，焊缝处的结构组织趋向形成简单的BCC+FCC固溶相，实现焊缝的高熵化，易于获得优质的钛‑钢焊接接头。

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综述了铝/钢、钛/钢、镁/铝和NiTi形状记忆合金/不锈钢异种金属激光焊接接头中金属间化合物的形成机理及控制措施的研究进展.分析了不同母材成分以及不同焊接工艺对接头金属间化合物的影响.通过添加中间填料、控制热输入和采取复合焊接工艺等方式可以对金属间化合物实现有效控制,从而优化焊接接头组织,提升力学性能.介绍了材料计算学在模拟和预测异种金属激光焊接接头金属间化合物结构和性能方面的研究进展.

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计算模拟 异种金属 组织性能 激光焊接 金属间化合物

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一种铝/钢复合过渡接头的加工工艺，属于金属材料领域。本发明在钢管待焊接区表面制备一层镍中间过渡层，阻隔钢与铝之间的界面反应；并采用铝合金电弧堆焊的方法在镍中间过渡层上根据设计要求制造出相应的结构毛坯，之后再采用机械加工方法进行精加工，形成钢/铝复合过渡接头，在应用过程中可将该过渡接头通过焊接方法钢侧与钢焊接、铝侧与铝焊接；在电弧增材制造过程中钢管中可同步通入水冷解决管路增材制造过程中的热积累问题。本发明解决了钢铝焊接热物理性能相差大，接头脆性增加，塑性和韧性下降；接头变形大，易形成裂纹；冷却结晶后焊缝成分不均匀，接头性能较差等难题，实现了钢/铝异种金属的高质量焊接。

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采用基于焊丝深熔模式的熔钎焊方法,进行了1060铝合金和T2紫铜异种金属的激光填丝焊工艺研究.利用高速摄像机观测焊丝熔化的过渡行为,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、显微硬度仪及拉伸试验机对焊缝形貌、接头组织及性能进行表征.结果 表明,采用不同的坡口形式和尺寸,使激光束在坡口中的作用位置偏向铜侧,这有利于焊缝成形.熔钎焊接头成形良好,无咬边缺陷.接头拉伸强度可达铝母材的80％,接头断裂发生在界面层,断裂方式为脆性断裂.在焊缝界面层,存在笋状和胞状的铝/铜金属间化合物.XRD检测结果表明,金属间化合物由Al2Cu相和Al4Cu9相组成.界面层在铜侧钎焊区中部及下部分布均匀,厚度约为20μm.

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深熔模式 异种金属 填丝熔钎焊 组织性能 激光技术 坡口形式

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介绍了反应性纳米多层膜常用体系、燃烧反应机理及性能,并综述了其在异种金属连接、金属与非金属连接、电子封装以及其他方面的应用.得出以下结论:随着对微观反应机制研究的深入,分子动力学模拟方法和原位动态电子显微技术成为研究反应性纳米多层膜微观反应机制的两种必备技术;从自蔓延反应辅助软钎焊到直接作为钎料应用于瞬间液相扩散连接,反应性纳米多层膜的应用领域逐渐扩大,并有向非连接应用方向发展的趋势.

Keyword ：

燃烧反应 分子动力学模拟 连接 纳米多层膜

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本发明提供基于激光熔融沉积增材制造技术的梯度钎料层制备和一体化钎焊工艺，针对基于激光选区熔化技术制造的复杂结构换热件的同/异种金属材料的钎焊过程中现有工艺的不足，设计发明了基于激光熔融沉积增材制造技术的梯度钎料层以满足高温、中温梯度钎焊。以不同熔化温度的梯度钎料层取代单一熔化温度的多级钎焊缝，同时降低了钎料熔点，提高了钎焊质量。针对激光选区熔化增材技术制造的金属件残余应力大、延伸率低等问题，本发明适用于将激光选区熔化增材制造的金属件与同种/异种由传统加工工艺(铸造，锻造或挤压等)制造的金属件通过焊接一次成形，同时实现热处理，消除残余应力，改善焊缝成形，提高构件性能，提高生产效率，降低生产成本。

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