本文關(guān)鍵詞：E36與304異種金屬激光焊接接頭組織與性能研究

  更多相關(guān)文章： 激光焊 異種金屬 顯微組織 力學(xué)性能 腐蝕性能

【摘要】：隨著科技的不斷進(jìn)步,對(duì)不同機(jī)械工件的要求也越來(lái)越高。它不僅要求材料具有良好的強(qiáng)度而且要同時(shí)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(shí)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(shì)。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(duì)焊時(shí),很難獲得無(wú)缺陷的焊縫。激光焊能量相對(duì)集中,同時(shí)異種材料物化性能對(duì)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究對(duì)象,通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、X射線儀、顯微硬度儀、拉伸試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)儀器對(duì)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(cè)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(yàn)的結(jié)果表明:不同焊接速度/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�？拷�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(méi)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(duì)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(shí)驗(yàn)條件下,研究結(jié)果表明:焊接線能量和激光功率密度同時(shí)對(duì)焊接接頭的宏觀形貌起著決定性作用。焊接速度對(duì)焊接接頭的晶粒形態(tài)影響較大。激光功率為1k W時(shí),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(shí),研究結(jié)果表明,偏移量為-0.1mm~0.2mm時(shí),焊縫成性良好,斷裂均發(fā)生在E36母材處;偏移量為-0.3mm、0.3mm、0.4mm時(shí),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(shí)以準(zhǔn)解理斷裂為主,正偏移量時(shí)以塑性斷裂為主。負(fù)偏移(或偏移量為0mm)時(shí),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(shí)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(shí)焊縫耐蝕性增加,反之降低;偏移量為0.2mm焊縫抗腐蝕性能最優(yōu)。總之,激光焊接E36與304不銹鋼時(shí),向304不銹鋼側(cè)偏移0.2mm時(shí),既可以保證焊縫抗拉強(qiáng)度又可以提高焊接接頭處的耐腐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：激光焊 異種金屬 顯微組織 力學(xué)性能 腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 課題背景及意義14-15
• 1.2 激光焊接的技術(shù)特點(diǎn)15-18
• 1.2.1 激光焊接原理15
• 1.2.2 激光焊接分類15-16
• 1.2.3 激光焊接優(yōu)點(diǎn)16
• 1.2.4 激光焊接缺點(diǎn)16
• 1.2.5 激光焊接影響因素16-18
• 1.3 激光焊接的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展18-20
• 1.3.1 鋁合金的激光焊接18
• 1.3.2 不銹鋼的激光焊接18-19
• 1.3.3 鎂合金的激光焊接19-20
• 1.3.4 銅的激光焊接20
• 1.4 異種材料焊接的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展20-23
• 1.4.1 異種材料焊接的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展20-22
• 1.4.2 異種材料焊接的國(guó)外研究進(jìn)展22-23
• 1.5 本課題研究?jī)?nèi)容23-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及實(shí)驗(yàn)方法24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)方法25-27
• 2.3 檢測(cè)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)方法27-30
• 2.3.1 宏觀形貌分析27-28
• 2.3.2 微觀組織和成分分析28
• 2.3.3 相組成分析28
• 2.3.4 顯微硬度分析28
• 2.3.5 拉伸性能分析28
• 2.3.6 電化學(xué)腐蝕分析28-30
• 第三章 焊接速度與激光功率對(duì)焊縫組織和性能的影響30-42
• 3.1 序言30
• 3.2 焊接速度與激光功率對(duì)焊縫形貌的影響30-31
• 3.3 焊接速度與激光功率對(duì)焊縫組織和成分的影響31-38
• 3.3.1 304不銹鋼側(cè)影響區(qū)組織31-32
• 3.3.2 焊接接頭一次組織32-35
• 3.3.3 焊接接頭二次組織和化學(xué)成分35-37
• 3.3.4 E36側(cè)熱影響區(qū)組織37-38
• 3.4 焊接速度和激光功率對(duì)焊縫硬度和抗拉強(qiáng)度的影響38-40
• 3.4.1 焊接速度和激光功率對(duì)焊縫硬度的影響38-39
• 3.4.2 焊接速度和激光功率對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第四章 相同激光線能量對(duì)焊縫形貌和組織性能的影響42-50
• 4.1 序言42
• 4.2 相同激光線能量對(duì)焊縫形貌影響42-45
• 4.3 相同激光線能量對(duì)焊縫組織影響45-47
• 4.3.1 焊接接頭一次組織45-46
• 4.3.2 焊接接頭二次組織與兩側(cè)熱影響區(qū)組織46-47
• 4.4 相同激光線能量對(duì)焊縫硬度和抗拉強(qiáng)度影響47-49
• 4.4.1 相同激光線能量對(duì)焊縫硬度的影響47-48
• 4.4.2 相同激光線能量對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第五章 激光光束偏移量對(duì)異種金屬焊接組織和性能影響50-59
• 5.1 序言50
• 5.2 激光光束偏移量對(duì)焊縫形貌的影響50-51
• 5.3 激光光束偏移量對(duì)成分和焊縫組織的影響51-54
• 5.4 激光光束偏移量對(duì)焊縫硬度和抗拉強(qiáng)度的影響54-56
• 5.4.1 激光光束偏移量對(duì)焊縫硬度的影響54-55
• 5.4.2 激光光束偏移量對(duì)抗拉強(qiáng)度的影響55-56
• 5.5 激光光束偏移量對(duì)耐腐蝕性能的影響56-58
• 5.6 本章小結(jié)58-59
• 第六章總結(jié)與展望59-61
• 6.1 總結(jié)59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：559411