L'existència de compostos trencadissos Fe-Al restringeix el rendiment de la junta d'acer/alumini. Afegint làser de làmina Tisoldadura per fusiód'acer bifàsic DP590 a 6022aluminiL'aliatge es va realitzar en una configuració de solapament d'acer sobre alumini i es va determinar que la làmina de Ti millorava les reaccions metal·lúrgiques en funció de l'entalpia de formació calculada, l'energia lliure de Gibbs i la ductilitat/fragilitat. Es va investigar l'efecte de la làmina de Ti sobre la microestructura i les propietats de la junta d'acer/alumini. Els resultats ho van demostrarcompostos intermetàl·lics(IMC), principalment Fe2Ti dúctil i TiAl3 de baixa fragilitat amb alta estabilitat estructural, es van formar al costat d'acer ialuminicostat, respectivament. El gruix de la capa IMC a la interfície es va reduir, la qual cosa significa que es van limitar les reaccions entre Fe i Al i es van suprimir els compostos Fe-Al. El valor de càrrega màxima va assolir els 1616,25 N amb una làmina de Ti de 0,03 mm de gruix afegit, la qual cosa representa una millora del 27% en comparació amb la sense afegit. La millora de les propietats mecàniques avaluades per assaig de tracció imicroduresaestà d'acord amb la reducció defragilitatpredites a partir dels resultats del càlcul, per tant, les propietats mecàniques de les articulacions es troben en gran part en la ductilitat/fragilitat dels IMC. A més, es va evitar el suavització a la zona afectada per la calor (HAZ) a l'acer de doble fase superior i es van refinar els grans de la piscina fosa. Per tant, el rendiment de la junta d'acer/alumini es millora significativament amb l'addició de làmina de Ti.
Recentment, una greu crisi ambiental com l'efecte hivernacle ha cridat l'atenció a tot el món per implementar la conservació energètica internacional i la reducció d'emissions. A la indústria de l'automòbil, estalviar pes, especialment utilitzant l'estructura lleugera feta amb metalls diferents d'acer/alumini, s'ha demostrat que és una manera eficient i desperta l'interès dels investigadors. Per tant, és de gran importància obtenir la connexió fiable entre l'acer i l'alumini. Tanmateix, cal considerar un gran repte per a la soldadura d'acer i alumini a causa de les seves notables diferències en propietats tèrmiques i físiques, com ara la temperatura de fusió i el coeficient d'expansió tèrmica, etc. En el procés de soldadura d'acer i alumini, es formen fàcilment compostos intermetàl·lics (IMC) de Fe-Al fràgils a causa de la reacció entre Fe i Al, que deteriora les propietats mecàniques de les juntes d'acer/alumini. Per tant, és necessari millorar les propietats de la junta millorant la reacció metal·lúrgica.
Fins ara, s'han utilitzat diverses tècniques de soldadura per a connexions d'acer i alumini, inclosa la soldadura d'estat sòlid, com ara la soldadura per fricció, la soldadura per explosió, la soldadura per difusió i la soldadura per punts per resistència, així com la soldadura per fusió, per exemple, la soldadura TIG, l'arc. soldadura , soldadura làser i soldadura per làser . Pel que fa a l'aplicació de la soldadura en estat sòlid, Springer et al. Va trobar que la resistència a la tracció de les juntes estava controlada pel gruix de la capa de Fe2Al5 durant la soldadura per fricció d'acer baix en carboni i Al-5wt.%Si. Han et al. va confirmar que l'inici de l'esquerda va ser causada per la fase FeAl3 en unir l'aliatge d'alumini AA1050 amb l'acer SS41 mitjançant soldadura per explosió. Qiu et al. va investigar la soldadura per punts de resistència de l'aliatge d'alumini A5052 a l'acer SPCC i va descobrir que la capa d'IMCs formada per Fe2Al5 i FeAl3 es va formar a la interfície acer/alumini. Van pensar que les propietats mecàniques de l'articulació no es veien afectades per aquests IMC. Per a la soldadura de fusió tradicional, Song et al. va utilitzar TIG com a font de calor per soldar l'aliatge d'alumini 5A06 i l'acer inoxidable SUS321. Van declarar que la resistència mitjana a la tracció de l'articulació arribava als 120 MPa i les esquerdes derivaven de la fase trencadissa dels IMC η-Fe2Al5 quan el seu gruix superava els 10 μm. Huang et al. van aplicar la tècnica de soldadura-soldadura d'arc de doble cara MIG-TIG per unir a tope l'aliatge d'alumini 5052 amb acer suau, i van trobar que el Fe2Al5 lamel·lar i el FeAl3 similar a l'agulla existien a la interfície de soldadura que va provocar l'origen de les esquerdes. De la mateixa manera, Su et al. . aliatge 5052Al soldat i acer suau galvanitzat mitjançant soldadura per arc, també van demostrar que els IMC estaven composts per Fe2Al5, FeAl3 i Fe3Al i que les juntes es van fracturar al llarg de la interfície entre la fase Fe2Al5 i la xapa d'acer. A més, totes les juntes van fallar a la interfície de soldadura forta composta per una capa de Fe2Al5 mitjançant l'ús del mètode de soldadura-soldadura làser per unir l'acer baix en carboni Q235 amb l'alumini AA6061. A partir dels resultats anteriors, independentment de la tècnica de soldadura utilitzada, la fallada de la unió d'acer/alumini va ser causada principalment pels fràgils IMC Fe2Al5 formats a la interfície. Per tant, és necessari per a la regulació metal·lúrgica afegint una capa intermedia entre l'acer i l'alumini com a nou enfocament per reduir o inhibir la formació d'IMC Fe-Al. La majoria dels estudis s'han centrat en aquest tipus de mètode de soldadura amb l'addició de capes intercalades per unir l'acer a l'alumini. Song et al. va aconseguir unir l'acer inoxidable AISI 321 i l'alumini 5A06 mitjançant soldadura TIG amb Si afegit i va descobrir que la fase Fe–Al es transformava en fases τ5-Al7.2Fe1.8Si i θ-Fe (Al, Si)3 , que va ser beneficiós per a les propietats mecàniques de l'articulació. Chen et al. va demostrar que la fase Al0.9Ni1.1 es va formar a les articulacions en comparació amb la sense afegit, la qual cosa podria millorar la reacció metal·lúrgica a la interfície i millorar la duresa de l'articulació. Yang et al. han soldat alumini i acer de baix carboni recobert de Zn mitjançant l'ús de soldadura per transferència de metall en fred i van informar que la fase fràgil d'AlxFey es va suprimir a causa de la presència de Zn residual al costat de l'acer. No obstant això, no s'ha informat cap estudi sistemàtic sobre l'elecció de l'element intercapa utilitzant propietats termodinàmiques i càlculs de propietats mecàniques intrínseques.
En aquest article, l'element d'aliatge es va determinar com a Ti comparant les entalpies de formació molar estàndard de diferents sistemes binaris que consisteixen en els elements alternatius i Fe i Al. Les possibles fases i la seva ductilitat / fragilitat després d'afegir l'element Ti es van predir mitjançant càlculs de primers principis. Els experiments de soldadura per fusió làser d'acer de doble fase DP590 a aliatge d'alumini 6022 amb l'addició de làmina de Ti es van realitzar en una configuració de solapament d'acer sobre alumini. També es van investigar els efectes de la làmina de Ti sobre la microestructura i les propietats de la junta d'acer/alumini. Fe2Ti dúctil i TiAl3 de baixa fragilitat es van trobar al costat d'acer i al costat d'alumini, respectivament, el gruix de la capa IMC a la interfície es va reduir. Les propietats mecàniques millorades corresponen a la fragilitat reduïda prevista a partir dels resultats del càlcul. A través de la investigació anterior, els resultats del projecte proporcionaran una nova idea per al desenvolupament i l'aplicació de les peces estructurals soldades per fusió d'acer/alumini.
