NiTi-Cu异种材料激光微连接机理及元素分布

作     者：柯文超 张康 周乃迅 陈文畅 陈龙 庞博文 曾志 KE Wenchao;ZHANG Kang;ZHOU Naixun;CHEN Wenchang;CHEN Long;PANG Bowen;ZENG Zhi

作者机构：电子科技大学成都611731 陆装驻成都地区航空军代室成都610000 

出 版 物：《焊接学报》 (Transactions of The China Welding Institution)

年 卷 期：2023年第44卷第12期

页      面：21-27,I0004页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52175292) 四川省科技计划项目(2022YFQ0058,23NSFJQ0064,2023NSFSC1958) 广东省基础与应用基础研究基金项目(2021B1515140048)。 

主　　题：NiTi形状记忆合金 激光微链接 异种金属 计算流体力学 元素分布 

摘      要：为实现NiTi形状记忆合金电致热驱动的功能特性,采用激光微连接技术对NiTi丝和铜板异种材料进行焊接,并利用光学显微镜、能谱分析仪等手段分析连接界面的微观结构和元素分布.基于ANSYS Fluent软件建立NiTi-Cu异种材料激光微连接三维计算流体力学仿真模型,分析了NiTi-Cu激光微连接过程中的温度场、流场演变和元素传输规律.结果表明,NiTi-Cu激光微连接过程主要分为激光在NiTi丝中的“钻孔过程、对铜板的预热过程和在铜板中的“钻孔过程.Ni,Ti,Cu元素混合主要发生于激光对铜板的“钻孔过程中,元素在金属蒸气反冲压力和Marangoni涡流的驱动下相互混合,Cu元素进入熔池易形成低硬度的Cu-Ti金属间化合物,降低了脆性的NiTi金属间化合物形成的可能性.试验和仿真结果吻合较好,为优化NiTi-Cu异种材料的激光微连接工艺提供了重要的理论支撑.