异种金属焊接 Dissimilar Metal Welding

FLOW-3D WELD 应用于异种金属焊接时，可以观察下列现象

• 熔池内的金属混合情况
• 熔池的稳定性
• 孔隙

异种金属焊接的挑战

• 不是所有的金属都能应用
• 需要考虑：溶解度、热膨胀、熔化速率、金属间化合物、腐蚀性等问题

异种金属激光焊接示意图

实验设定

• 铝与铜金属以搭接接头 (lap joint) 的方式摆放
• 激光功率大小：668, 922, 1170W
• 扫描速度：0.2, 0.27, 0.35m/s

模型验证

以下列两个条件进行实验及数值模拟比对

• 668W, 0.2m/s
• 1170W, 0.35m/s

利用 EDS element Mapping 比对铜化合物与数值模拟的结果，呈现相当一致的结果分布。

从数值模型观察的结果

1. 增加熔池热通量时，蒸气反冲压力与马兰戈尼对流增加，铜的扩散加剧

• 蒸气反冲压力造成熔融金属往上移动
• 马兰戈尼对流造成涡流现象

2. 匙孔的波动会造成金属混合不均匀

3. 熔融区上方的铜含量超过50%会增加熔合区的裂纹