1. 研究目的与意义
（一）研究现状
利用铝钢焊接形成铝钢连接件是汽车轻量化的重要途径。但是由于铝钢的热物理性能相差较大，导致铝钢焊缝区存在Fe-Al脆性化合物，使得焊缝的拉伸强度难以满足工程应用的需求。因此，在铝钢之间添加中间金属，提高铝钢焊接接头的质量。
针对异种金属材料焊接的问题，目前异种金属焊接的方法主要有搅拌摩擦焊、电弧焊、爆炸焊、激光焊。为了提高铝钢异种金属焊接接头的力学性能，国内外的专家学者采用了各种方法进行了实验。Yu等人采用了激光熔钎焊的方法，焊接时，在Fe-Al界面间预置粉末进行试验，实现了ST04Z镀锌钢与5A06铝合金的焊接，结果表明，在预置Zn粉进行焊接试验时，得到的焊接接头的金属间化合物层厚度最小，但经过检测分析，焊接接头的金属间化合物层主要是Fe-Al二元脆性相. 贾子研采用光纤激光对6061铝合金和Q235钢进行搭接焊，试验结果表明，在激光功率为850W，焊速为35mm/s，离焦量为5mm时，生成的焊缝区的晶粒主要由等轴枝晶组成，焊缝的峰值载荷达到2407N。Meco S对钢-铝异种金属焊缝的完整性进行研究，发现焊接过程会通过影响化合物的生长，进而决定焊缝结合区的尺寸。为了证明结论的准确性，用有限元进行验证，最终表明小的结合面积与厚的金属化合物层都会降低焊缝的力学性能。韩靖采用铝上钢下和钢上铝下两种方式，对6061铝合金和Q235钢进行激光搭接焊。试验结果表明，采用钢上铝下方式得到的焊缝深宽比大于1，焊缝区由Fe2Al5和FexAlyMgz组成，焊缝的平均抗拉伸强度为163.4N/mm。XQ Yu对5A06铝合金和镀锌钢进行激光钎焊。结果表明，焊缝结合界面的组织由点状的Fe4Al13和舌状的Fe2Al5组成，舌状的Fe2Al5能抑制裂纹的快速传播，提高焊缝的粘结强度。
2. 研究内容和问题
研究内容：铝钢焊接形成铝钢连接件是汽车轻量化的重要途径。但是铝钢的热物理性能存在差异，导致铝钢焊接的焊缝存在铝铁脆性化合物，使得焊缝的拉伸强度难以满足工程技术需求。因此，需要在铝钢之间添加中间金属，改善铝钢焊接的焊缝质量。本课题的研究内容是以铝钢为研究对象，利用电化学沉积技术和激光焊接技术进行实验研究：（1）了解预置镀层的铝钢异种材料激光搭接焊的实验流程、实验原理及特点。（2）了解激光搭接焊的实验设备的使用方法。（3）进行电化学沉积实验，在铝钢表面预置铜镀层，获得质量优良的焊接接头。（4）进行铝钢激光搭接焊接，研究焊接工艺参数对焊缝组织以及质量的影响，获得有益的加工效果。通过上述项目的参与，学生能得到实际生产中激光焊接知识的补充，提高工程问题分析的能力以及解决工程实际问题的能力。另外，学生的英文文献的阅读理解能力、科技文献的综述能力和科技论文的撰写能力都会得到一定提高。
研究目标：分析总结预置镀层的铝钢搭接焊的特点及应用，设计铝钢搭接焊实验方案，进行激光搭接焊实验，获得质量优良的铝钢焊接接头。
3. 设计方案和技术路线
通过文献检索和查阅有关的文献资料，了解并掌握预置镀层的铝钢异种材料激光搭接焊技术研究的工作原理、特点及实验方法，撰写有关的论文，运用已有的实验条件，设计实验方案,利用电化学沉积设备和激光焊接设备进行激光搭接焊实验。
4. 研究的条件和基础
1. 学生通过前期各环节的学习和设计环节的培养已具备科研实验的能力；
2. 学生具有使用图书馆数据库查询相关资料的信息检索能力；
3. 课题依托南通大学新能源新材料及装备技术研究室。
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