碳纤维增强热塑性复合材料/铝合金激光搅拌焊接实验及仿真研究

• 作者: 张文武 徐子法 欧阳文泰 焦俊科 贾剑平 贾少辉
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 激光技术 激光搅拌焊接 碳纤维增强热塑性复合材料 7075铝合金 焊接缺陷 连接强度
• 年，卷（期）: 2019,（7）
• 所属期刊栏目: 激光制造
• 页码范围: 101-109
• 页数: 9页
• 分类号: TG456.7
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201946.0702006

摘要

为降低碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)与铝合金进行激光焊接时,激光加热对铝合金造成的焊接缺陷,提升焊接接头的力学性能,将激光搅拌焊接方法引入到铝合金与CFRTP的焊接中.通过与传统的激光直线焊接方法进行对比后发现:在相同的激光功率和焊接速度下,激光搅拌焊接接头的连接强度为传统激光直线焊接的3.25倍;激光搅拌焊接还可以显著减少气孔缺陷,获得较好的焊缝形貌.为进一步研究CFRTP/铝合金激光搅拌焊接的机理,对CFRTP/铝合金激光搅拌焊接温度场进行仿真分析,结果表明:铝合金表面的温度场呈非等幅振荡形式变化,且出现了两个峰值,这是激光搅拌焊接能够降低焊接缺陷的主要原因之一.同时,对铝合金焊缝的熔深、熔宽进行计算,并与测量结果进行对比,仿真结果与实验结果的误差在9.87％以内.