铈改性焊接接头

强度提升75.8%

通过铈介导的界面工程同时细化晶粒、抑制脆性金属间化合物生长，实现铝基复合材料与钢的高强度激光焊接。

Peiyang, Fang · 曾一达 · 敖三三 · Zhiyong, Li · 郭正华 · 赵刚要 · 陈宜 · 崔俊华

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2026

参数信息

极限拉伸剪切强度

135 MPa

技术优势

强度大幅提升

铈显著细化熔合区晶粒并形成Al10Fe2Ce和Al11Ce3纳米颗粒，使得接头极限拉伸剪切强度提升75.8%。

抑制脆性相生长

铈的添加有效补偿热循环中β′和β析出物的缺失，从而抑制金属间化合物生长，避免接头脆化。

改善界面结合

铈包覆ZrB2颗粒，形成Al10Fe2Ce与Al11Ce3纳米颗粒，显著增强颗粒与基体的结合。

应用场景

• 铝基复合材料焊接：解决颗粒增强铝基复合材料焊接时界面结合差、强度低的问题，替代传统机械连接或胶接，实现可靠的结构焊接。
• 异种金属连接：解决铝/钢异种金属焊接时金属间化合物和热膨胀差异导致的接头脆化问题，拓宽了激光焊接在异种金属连接中的应用。
• 轻量化结构：提升铝基复合材料与钢焊接接头的强度和可靠性，为汽车、航空航天等轻量化结构提供高比强度的连接方案。