近红外光和蓝光激光焊接Ti/Cu异种金属工艺研究

作者：周俊; 陈灿阳; 张晶; 龙雨^*

来源：稀有金属, 2023, 47(05): 738-747.

DOI：10.13373/j.cnki.cjrm.XY22060041

• Ti/Cu异种金属
• 复合激光焊接
• 近红外(NIR)激光
• 蓝光激光

Ti/Cu异种金属结构能兼具两者优势，满足结构低密度、高比强度和高导热需求。由于Cu等有色金属材料对近红外光(NIR)波长激光的高反性，使近红外波长的激光焊接Ti/Cu异种金属结构存在极大的难度。使用不同波长和多波长复合的激光对TC4钛合金/T2纯铜进行焊接试验，研究激光波长对焊缝结构和性能的影响，并使用3D表面轮廓扫描分析仪、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等设备对焊缝表面形貌和界面显微组织开展评价分析。结果表明：蓝光促进了Cu对激光能量的吸收，使焊缝的结构成型更优。在复合光源偏置光斑的最优焊接参数条件下，获得了最高拉伸强度为204.51 MPa的接头，其平均拉伸强度(196.82 MPa)达到T2 Cu母材(230 MPa)的85.57%。界面分析表明，最优参数下的Cu侧的熔化大于Ti侧，焊缝中以Cu元素为主，仅形成了由Ti扩散导致的12μm厚的金属间化合物层。拉伸断口分析表明，Ti2Cu,TiCu和TiCu2等金属间化合物是影响接头力学性能的主要原因。研究所发现的现象对提升Ti/Cu异种金属激光焊工艺的开发及工业化应用具有重要意义。

• 单位
  广西大学