基于强脉冲激光的Ti/Al冲击点焊实验研究

提出了一种可以实现同种或异种金属材料固态冶金结合的新型激光冲击点焊工艺。实验中，采用Nd∶YAG激光器发出的脉冲激光驱动厚度为30 μm 的钛箔产生局部塑性变形，并以超高速撞击厚度为100 μm 的铝板以实现点焊连接。当钛箔的飞行距离分别为0.3、0.6、0.9 mm 时，焊点中心的回弹区域面积依次减小，而结合区域面积依次增大。采用冷镶嵌技术制样用来观察焊点的截面特征，发现了沿焊点直径方向振幅和周期变化的波形界面和平直型界面。为研究激光冲击点焊对材料力学性能的影响，应用纳米压痕测试技术测量了垂直于焊接界面方向材料的显微硬度，结果表明焊接界面附近材料的硬度值明显提高。此外，焊接试样的拉伸剪切测试结果表明，当复板和基板发生有效固态冶金结合时其连接强度较高，失效形式通常是焊点边缘破裂。激光冲击点焊为厚度在微米级的异种金属箔板的点焊连结开辟了新途径。