E36與304異種金屬激光焊接接頭組織與性能研究.pdf

1、隨著科技的不斷進(jìn)步，對不同機(jī)械工件的要求也越來越高。它不僅要求材料具有良好的強(qiáng)度而且要同時具備較好的耐腐蝕性、耐磨性、低溫韌性等。單一材料很難同時具備多種性能，所以異種材料的焊接成為必然的發(fā)展趨勢。
　　異種材料物化性能不同，使得在采用傳統(tǒng)焊接方法進(jìn)行對焊時，很難獲得無缺陷的焊縫。激光焊能量相對集中，同時異種材料物化性能對光束影響較小，這為獲得優(yōu)質(zhì)焊縫提供了條件。
　　本文以E36高強(qiáng)鋼和304奧氏體不銹鋼的光纖激光焊接為研

2、究對象，通過光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X射線儀、顯微硬度儀、拉伸試驗機(jī)、電化學(xué)儀器對焊接接頭的形貌、化學(xué)成分、斷口形貌、金相組織、顯微硬度、拉伸性能及焊縫的耐腐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)的測試和分析。主要分析了不同激光功率和焊接接速、相同線能量、以及不同激光光束偏移量三種條件下焊縫的宏觀形貌、兩側(cè)熱影響區(qū)的微觀組織、一次微觀組織、二次微觀組織、化學(xué)成分、硬度、抗拉強(qiáng)度及焊縫的耐蝕性。
　　E36與304不銹鋼激光焊接試驗的結(jié)果表明：不同焊接速度

3、/激光功率條件下的焊縫成形良好。在304側(cè)的熔合區(qū)位置，隨著焊接速度的增加析出的δ鐵素體逐漸減少。靠近304不銹鋼的焊縫區(qū)為平面晶，焊縫中心和靠近E36側(cè)焊縫區(qū)為柱狀晶。隨著焊接速度的增加，304不銹鋼側(cè)柱狀晶逐漸增多，在焊縫中心胞狀晶數(shù)量逐漸增多，E36側(cè)焊縫沒有明顯變化。焊縫主要是由馬氏體組織和少量碳化物組成。焊接速度對焊縫組織的影響不明顯。焊縫區(qū)成分較均勻，而兩側(cè)的熔合區(qū)存在成分梯度且受焊接速度影響較大。在E36側(cè)熱影響區(qū)生成了板

4、條馬氏體、鐵素體和珠光體組織。最高硬度出現(xiàn)在焊縫區(qū)，且隨著焊接速度的增大，焊縫和E36側(cè)的熱影響區(qū)硬度明顯增大。在不同的焊接速度/激光功率條件下，拉伸試樣的斷裂位置均在兩側(cè)的母材上。在相同線能量實驗條件下，研究結(jié)果表明：焊接線能量和激光功率密度同時對焊接接頭的宏觀形貌起著決定性作用。焊接速度對焊接接頭的晶粒形態(tài)影響較大。激光功率為1kW時，焊縫硬度較其他條件低且拉伸試樣在焊縫處斷裂，而其他試樣均在E36基體上斷裂。在激光光束偏移量改變時

5、，研究結(jié)果表明，偏移量為-0.1mm～0.2 mm時， 焊縫成性良好，斷裂均發(fā)生在E36母材處；偏移量為-0.3 mm、0.3 mm、0.4 mm時，焊縫存在未熔合現(xiàn)象，斷裂發(fā)生在焊縫處，且負(fù)偏移量時以準(zhǔn)解理斷裂為主，正偏移量時以塑性斷裂為主。負(fù)偏移（或偏移量為0 mm）時，焊縫主要是由馬氏體和少量碳化物組成，最高硬度出現(xiàn)在此區(qū)域；正偏移時焊縫則主要是由奧氏體和少量δ-鐵素體組成，最高硬度出現(xiàn)在E36側(cè)熱影響區(qū)。正偏移時焊縫耐