织构化表面对异质金属润湿性及界面反应的影响

不锈钢与铝合金广泛应用于火箭贮箱中隧道管与补偿器的焊接，熔钎焊已成为其主要连接方式，但接头存在低应力开裂，容易引起燃料泄漏等问题。为提高接头可靠性，首先采用超快激光加工技术在不锈钢表面烧蚀制备了微槽和微坑两种典型的织构化表面。然后，通过铝合金在不锈钢表面的原位润湿铺展试验研究了两种微织构对润湿铺展方向、接触角和界面反应产物的影响。试验结果表明铝合金具有沿微槽加工方向润湿铺展的趋势，而微坑的铺展则接近圆形；在微槽表面表现出更小的接触角，同时基于Wenzel方程对在两种表面润湿铺展的接触角进行数值计算，计算结果略大于实际结果。最后，分析了界面冶金反应对润湿铺展的影响。结果表明界面反应对铝合金的润湿铺展具有一定的促进作用，但过于粗大的界面反应产物则会阻碍润湿铺展。该激光织构化的方法不仅可用于不锈钢与铝合金体系，还可用于航空航天领域中其他金属与金属、金属与非金属之间的连接。