機械軋制對巴氏合金焊接接頭組織性能的影響

2018-03-27

機械軋制對巴氏合金焊接接頭組織性能的影響,巴氏合金具有密度小、比強度及比剛度高、阻尼性好、電磁屏蔽性好等特點,在現代工業領域廣泛應用。目前大多數巴氏合金是以鑄件形式獲得應用的,焊接形式的巴氏合金產品少之又少。但是,隨著巴氏合金產品的發展,焊接連接并將成為一種不可或缺的技術。理論上講,常用的熔化焊技術均可應用于巴氏合金的焊接,但由于巴氏合金具有熱強度低、熱裂傾向大等物理特性,使得巴氏合金的焊接性較差,常用的熔化方法隨均可焊接,但是巴氏合金焊接接頭質量不盡相同,其中以高能束最好,氬弧焊相對較差,但氬弧焊作為常用焊接方法應用廣泛。因此,周口市華錫合金科技有限公司從工程應用角度入手,仍然選用氬弧焊接巴氏合金,對焊完的試件進行軋制,研究形變強化對巴氏合金焊接接頭組織性能的影響。

 

  一、實驗材料與方法
 

  實驗材料采用巴氏合金板材,板厚5mm,供貨狀態為軋制態,其抗拉強度為280MPa,伸長率為8%。焊前采用機械方法清除巴氏合金試板表面上的氧化膜、油脂和其他各種污物。焊接組隊時,坡口角度為60°,鈍邊高度為1mm。焊接方法為手工TIG焊。焊后,對焊接巴氏合金試板進行機械軋制,對不同軋制條件下的巴氏合金試件加工成力學性能試樣進行拉伸、硬度和顯微組織分析,分析軋制對巴氏合金焊接接頭力學性能和顯微組織的影響。
 

  二、實驗結果及分析
 

  1.形變對巴氏合金力學性能的影響
 

  巴氏合金焊接接頭的抗拉強度及斷面收縮率與變形量之間的關系??煽闯?,隨著變形量的增大,巴氏合金焊接接頭的抗拉強度呈現出先增大后減小的趨勢,在變形量為12.16%時,取得了最大值272MPa。此外,可以發現,無論變形量多大,巴氏合金焊接接頭的抗拉強度均要比原始狀態下的高,這說明,焊后施加機械軋制對提高巴氏合金焊接接頭的抗拉強度是有利的。隨著變形量的增大,巴氏合金焊接接頭的斷面收縮率呈現出逐漸減小的趨勢,在參數范圍內基本為單調遞減。
 

  2.形變對巴氏合金顯微組織的影響
 

  為了分析上述力學性能變化的原因,對不同變形參數下巴氏合金焊接接頭的顯微組織進行了分析。不同變形量下巴氏合金焊縫的顯微組織??梢钥闯?,無論外加機械軋制與否,巴氏合金焊縫顯微組織中的物質組成基本沒有變化,主要由合金相組成。焊后未經軋制狀態下巴氏合金顯微組織,由于沒有外力作用,巴氏合金焊縫的顯微組織還以等軸晶為主,晶粒未發生變形痕跡;隨著機械軋制的施加,巴氏合金焊縫中晶粒的形態也發生了變化,明顯有變形痕跡出現。
 

  周口市華錫合金科技有限公司采用氬弧焊接巴氏合金,焊后對巴氏合金焊接接頭進行機械軋制。調節不同的軋制力度,對不同變形量下巴氏合金焊接接頭的拉伸性能、硬度和顯微組織進行分析,研究軋制對巴氏合金焊接接頭的影響規律和作用機理。結果表明:機械軋制可以提高巴氏合金材料的力學性能,當變形量為12.16%時,巴氏合金焊接接頭的力學性能最佳,此時的抗拉強度為272MPa,焊縫中的形變孿晶最多。
 


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