不銹鋼/鋁合金異種金屬激光-MIG熔釬焊工藝研究
發(fā)布時間：2021-02-17 12:27
分別采用激光-MIG復合焊和單MIG焊,實現(xiàn)了2mm厚的304不銹鋼和6061鋁合金對接接頭的熔釬焊,對比了不同焊接熱源對接頭顯微組織、界面層化合物及力學性能的影響。結(jié)果表明,采用激光-MIG復合焊可以獲得性能良好的不銹鋼-鋁對接接頭。激光-MIG復合焊接頭的界面層化合物為FeAl2和Fe4Al13,厚度約為5μm;而單MIG焊接頭的界面層化合物厚度約為3μm,主要為Fe4Al13。激光-MIG復合焊接頭的抗拉強度為105MPa,比單MIG焊接頭提高了10.8MPa,達到鋁合金母材的33.9%。接頭試樣拉伸斷裂均起裂于釬焊界面處,并向余高處擴展,且由脆性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂。
【文章來源】：材料導報. 2017,31(12)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖１不銹鋼／鋁合金激光－ＭＩＧ復合熱源熔釬焊示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ／ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｆｕｓｉｏｎ－
ｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｕｓｉｎｇｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｈｅａｔｓｏｕｒｃｅ焊后對接頭取樣進行金相觀察、組織及力學性能分析。采用Ｚｅｉｓｓ－Ａ１Ｍ蔡司顯微鏡觀察焊縫不同區(qū)域的顯微組織；使用ＷＤＷ３１００微機控制電子萬能拉伸試驗機測試帶余高接頭的抗拉強度。采用ＪＳＭ－６４９０ＬＶ掃描電鏡（ＳＥＭ）觀察界面處微觀組織和斷口形貌特征，并通過電鏡內(nèi)置的能譜分析儀（ＥＤＳ）測試界面層和斷口的微區(qū)成分，分析接頭斷裂特征。２結(jié)果與分析２．１外觀成型圖２為激光－ＭＩＧ復合熱源和單ＭＩＧ熱源熔釬焊接頭的焊縫正面和截面形貌。從接頭表面成型來看，二者均無明顯的氣孔、裂紋等缺陷，焊接變形較小，焊縫均勻連續(xù)，但激光－ＭＩＧ復合熱源的焊縫表面過渡較為平滑，飛濺較少。而從截面形貌來看，鋁合金和填充金屬熔化后鋪展在不銹鋼表面，不銹鋼沒有明顯的熔化跡象，為典型的熔釬焊接頭。兩種熱源相比激光－ＭＩＧ復合熱源熔透性更好，上下表面（除余高部分外）焊縫寬度差異較校圖２（ａ）激光－ＭＩＧ復合熔釬焊接頭形貌及（ｂ）ＭＩＧ熔釬焊接頭形貌Ｆｉｇ．２（ａ）Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇａｎｄ（ｂ）ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＭＩＧｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇ２．２熔化區(qū)顯微組織不銹鋼－鋁合金異種金屬接頭熔化區(qū)（靠鋁合金側(cè)）與傳統(tǒng)熔釬焊接頭相似，都包含焊縫區(qū)、熱影響區(qū)和鋁合金母材，但兩種焊接熱源焊接獲得的接頭熔化區(qū)的組織形態(tài)明顯不同。激光－ＭＩＧ復合熱源熔化區(qū)為白亮的α（Ａｌ）中雜
（靠鋁合金側(cè)）與傳統(tǒng)熔釬焊接頭相似，都包含焊縫區(qū)、熱影響區(qū)和鋁合金母材，但兩種焊接熱源焊接獲得的接頭熔化區(qū)的組織形態(tài)明顯不同。激光－ＭＩＧ復合熱源熔化區(qū)為白亮的α（Ａｌ）中雜亂無章地分布著黑色的金屬間化合物，晶粒較為粗大，如圖３（ａ）所示。單ＭＩＧ熱源熔焊區(qū)為晶粒細小的短棒狀組織，分布較為均勻，金屬間化合物較少，如圖４（ａ）所示。兩種方法獲得的接頭釬焊界面處都有連續(xù)分布的化合物層，激光－ＭＩＧ復合熔釬焊接頭界面化合物層厚度要略寬于ＭＩＧ熔釬焊接圖３（ａ）激光－ＭＩＧ復合熔釬焊接頭熔化區(qū)組織及（ｂ）不銹鋼側(cè)界面組織Ｆｉｇ．３（ａ）Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｕｓｉｏｎｚｏｎｅｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｎｄ（ｂ）ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｎｅａｒｔｈｅｓｉｄｅｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ·５３不銹鋼／鋁合金異種金屬激光·－ＭＩＧ熔釬焊工藝研究／朱宗濤等
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁合金/鍍鋅鋼板Nd:YAG激光+MIG電弧復合熱源熔-釬焊接頭的組織與性能（英文）[J]. 秦國梁,蘇玉虎,王術軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[2]鍍鋅鋼/6016鋁合金激光焊的BP神經(jīng)網(wǎng)絡工藝優(yōu)化及組織和性能[J]. 周惦武,喬小杰,張麗娟,李升. 中國有色金屬學報. 2014(03)
[3]5056鋁合金/鍍鋅鋼預置涂粉激光熔釬焊組織及性能研究[J]. 余淑榮,蔣鍇,樊丁. 機械工程學報. 2014(12)
[4]鋼/鋁異種金屬添加粉末的激光焊接[J]. 張麗娟,周惦武,劉金水,徐少華,喬小杰,李升. 中國有色金屬學報. 2013(12)
[5]5052鋁/鍍鋅鋼Nd:YAG激光熔-釬焊[J]. 石巖,鄺玉林,劉佳,張宏. 應用激光. 2012(06)
[6]5A02鋁合金與鍍鋅鋼CO2激光熔-釬焊接工藝[J]. 樊丁,張詩正,余淑榮,蔣鍇. 熱加工工藝. 2012(11)
[7]鋼/鋁異種金屬雙熔池TIG熔釬焊接頭的顯微組織與力學性能[J]. 陳樹海,馬柯,黃繼華,夏軍,張華,趙興科. 中國有色金屬學報. 2011(12)
碩士論文
[1]合金元素對鋁合金/鋼熔—釬焊接頭組織與性能的影響[D]. 王術軍.山東大學 2013
[2]鋁鋼異種金屬激光—電弧復合焊接工藝和接頭界面特性研究[D]. 梅述文.華中科技大學 2013
本文編號：3037984
【文章來源】：材料導報. 2017,31(12)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
圖１不銹鋼／鋁合金激光－ＭＩＧ復合熱源熔釬焊示意圖Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ／ａｌｕｍｉｎｕｍａｌｌｏｙｆｕｓｉｏｎ－
ｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｕｓｉｎｇｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｈｅａｔｓｏｕｒｃｅ焊后對接頭取樣進行金相觀察、組織及力學性能分析。采用Ｚｅｉｓｓ－Ａ１Ｍ蔡司顯微鏡觀察焊縫不同區(qū)域的顯微組織；使用ＷＤＷ３１００微機控制電子萬能拉伸試驗機測試帶余高接頭的抗拉強度。采用ＪＳＭ－６４９０ＬＶ掃描電鏡（ＳＥＭ）觀察界面處微觀組織和斷口形貌特征，并通過電鏡內(nèi)置的能譜分析儀（ＥＤＳ）測試界面層和斷口的微區(qū)成分，分析接頭斷裂特征。２結(jié)果與分析２．１外觀成型圖２為激光－ＭＩＧ復合熱源和單ＭＩＧ熱源熔釬焊接頭的焊縫正面和截面形貌。從接頭表面成型來看，二者均無明顯的氣孔、裂紋等缺陷，焊接變形較小，焊縫均勻連續(xù)，但激光－ＭＩＧ復合熱源的焊縫表面過渡較為平滑，飛濺較少。而從截面形貌來看，鋁合金和填充金屬熔化后鋪展在不銹鋼表面，不銹鋼沒有明顯的熔化跡象，為典型的熔釬焊接頭。兩種熱源相比激光－ＭＩＧ復合熱源熔透性更好，上下表面（除余高部分外）焊縫寬度差異較校圖２（ａ）激光－ＭＩＧ復合熔釬焊接頭形貌及（ｂ）ＭＩＧ熔釬焊接頭形貌Ｆｉｇ．２（ａ）Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇａｎｄ（ｂ）ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆＭＩＧｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇ２．２熔化區(qū)顯微組織不銹鋼－鋁合金異種金屬接頭熔化區(qū)（靠鋁合金側(cè)）與傳統(tǒng)熔釬焊接頭相似，都包含焊縫區(qū)、熱影響區(qū)和鋁合金母材，但兩種焊接熱源焊接獲得的接頭熔化區(qū)的組織形態(tài)明顯不同。激光－ＭＩＧ復合熱源熔化區(qū)為白亮的α（Ａｌ）中雜
（靠鋁合金側(cè)）與傳統(tǒng)熔釬焊接頭相似，都包含焊縫區(qū)、熱影響區(qū)和鋁合金母材，但兩種焊接熱源焊接獲得的接頭熔化區(qū)的組織形態(tài)明顯不同。激光－ＭＩＧ復合熱源熔化區(qū)為白亮的α（Ａｌ）中雜亂無章地分布著黑色的金屬間化合物，晶粒較為粗大，如圖３（ａ）所示。單ＭＩＧ熱源熔焊區(qū)為晶粒細小的短棒狀組織，分布較為均勻，金屬間化合物較少，如圖４（ａ）所示。兩種方法獲得的接頭釬焊界面處都有連續(xù)分布的化合物層，激光－ＭＩＧ復合熔釬焊接頭界面化合物層厚度要略寬于ＭＩＧ熔釬焊接圖３（ａ）激光－ＭＩＧ復合熔釬焊接頭熔化區(qū)組織及（ｂ）不銹鋼側(cè)界面組織Ｆｉｇ．３（ａ）Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｆｕｓｉｏｎｚｏｎｅｏｆｌａｓｅｒ－ＭＩＧｈｙｂｒｉｄｆｕｓｉｏｎ－ｂｒａｚｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｊｏｉｎｔｓａｎｄ（ｂ）ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｎｅａｒｔｈｅｓｉｄｅｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ·５３不銹鋼／鋁合金異種金屬激光·－ＭＩＧ熔釬焊工藝研究／朱宗濤等
【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁合金/鍍鋅鋼板Nd:YAG激光+MIG電弧復合熱源熔-釬焊接頭的組織與性能（英文）[J]. 秦國梁,蘇玉虎,王術軍. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(04)
[2]鍍鋅鋼/6016鋁合金激光焊的BP神經(jīng)網(wǎng)絡工藝優(yōu)化及組織和性能[J]. 周惦武,喬小杰,張麗娟,李升. 中國有色金屬學報. 2014(03)
[3]5056鋁合金/鍍鋅鋼預置涂粉激光熔釬焊組織及性能研究[J]. 余淑榮,蔣鍇,樊丁. 機械工程學報. 2014(12)
[4]鋼/鋁異種金屬添加粉末的激光焊接[J]. 張麗娟,周惦武,劉金水,徐少華,喬小杰,李升. 中國有色金屬學報. 2013(12)
[5]5052鋁/鍍鋅鋼Nd:YAG激光熔-釬焊[J]. 石巖,鄺玉林,劉佳,張宏. 應用激光. 2012(06)
[6]5A02鋁合金與鍍鋅鋼CO2激光熔-釬焊接工藝[J]. 樊丁,張詩正,余淑榮,蔣鍇. 熱加工工藝. 2012(11)
[7]鋼/鋁異種金屬雙熔池TIG熔釬焊接頭的顯微組織與力學性能[J]. 陳樹海,馬柯,黃繼華,夏軍,張華,趙興科. 中國有色金屬學報. 2011(12)
碩士論文
[1]合金元素對鋁合金/鋼熔—釬焊接頭組織與性能的影響[D]. 王術軍.山東大學 2013
[2]鋁鋼異種金屬激光—電弧復合焊接工藝和接頭界面特性研究[D]. 梅述文.華中科技大學 2013
本文編號：3037984
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/jiagonggongyi/3037984.html
最近更新
教材專著
