23mnnicrmo54钢闪光对焊焊缝成形与组织分析

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1、23MnNiCrMo54钢闪光对焊焊缝成形与组织分析摘要：针对矿用圆环链23MnNiCrMo54钢在预热条件下进行闪光对焊。利用光镜分析了母材的组织和焊缝区及热彫响区的组织。结果表明：焊缝成形良好，无气孔、裂纹等缺陷；母材组织为珠光体+铁素体，碳化物分布不均匀，局部有少量碳化物析出，并且有不同程度的元素偏析现象；焊缝宏观上呈一条清晰可见的亮线，在高倍镜下观察其显微组织为粒状贝氏体；热影响区的组织也是粒状贝氏体。关键词：圆环链：23MnNiCrMo54钢；闪光对焊；组织分析Weldformationand

2、microstructureanalysisofas-welded23MnNiCrMo54steelpreparedusingflashbuttweldingYAODejun,XUPeiquan,LIUChuangen(CollegeofMaterialsEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai，201620,China)Abstract:As-weldedmicrostructureof23MnNiCrMo54steelwa

3、spreparedusingflashbuttweldingwithpreheatingforround-linkchainfabrication.Opticalmicroscopewasusedtoestimatetheweldformationandmorphology.Theresultsshowedthatthewellpenetrationwasobtainedwithoutgasporosityandcracks.Themicrostructureofbasemetalcontainedpe

4、arlite,ferrite.Abrightlinewasobservedinweldedjointandthemicrostructureofweldcontainedgranularbainiteandprecipitatedcarbidesaccompaniedwithelementssegregation.GranularbainitewasalsoobservedinHeatAffectedZone(HAZ).Keywords:linkchain;23MnNiCrMo54steel;flash

5、butt-welding;microstructureanalysis矿用圆环链是煤矿用刮板运输机的重要组成部分，可分为B、C和D三个级别［1】。其中市场需求置比较大的是C级圆环链，德国牌号23MnNiCrMo54钢是制造矿用圆环链的王牌钢。矿用圆环链的工业生产常采用闪光对焊的方法，属压焊范畴，是主要的焊接方法之一。闪光对焊是利用电场完成起弧、局部熔化高温软化扩散连接等过程，对焊部位在冷却过程中要经历非平衡快速凝固、相变及热影响区的晶粒粗化等物理冶金过程［2,3］。闪光对焊有热效率高、焊接质量好、可焊金

6、属和合金的范围广等特点，可以对狭窄截面、展开截面的焊件(如型钢、薄板等)逬行焊接，所以，在机电、建筑、铁路、石油钻探和冶金工业等方面都可以看到它的身影，但是焊接中也常出一些缺陷，例如白斑、灰斑、未焊透、裂纹、毛刺等［4］。为了保证焊接接头的质量就必须预防和消除焊接缺陷。Bauer［5］进行了闪光对焊接头缺陷和特征的研究，分析了缺陷产生的原因及其对焊接质量的影响，并讨论了可能的防止和避免措施。阎俊萍等［6］研究发现23MnNiMoCr54钢属于贝氏体钢，奥氏体化后在空冷条件下将获得粒状贝氏体组织。目前，应

7、用较多的焊接工艺有连续闪光对焊和预热闪光对焊，预热闪光对焊是在连续闪光焊前増加一次预热过程，以扩大焊接热影响区。其工艺过程包括：预热、闪光W顶锻过程。本文采用预热闪光焊的方法对国产23MnNiMoCr54钢C级圆环链进行对焊，利用光镜分析了母材的原始组织和焊缝区及热影响区的组织。1.试验材料及方法1.1鵬才料试验材料为国产23MnNiMoCr54钢，钢的化学成分见表1。试样尺寸为(()45mmx85mm。加工前进行了预热处理，预热5次，预热时间为9s。表1nMnNiMoCrM钢的化学成分(质量分数，％＞

8、Tab.lChemicalcompositionof23MnNiCrMo54steel(wt%)CMnSiSPNiCrMoTiAlCu0.221.180.170.0040.0110.940.500.520.0040.0310.111.2试验方法采用预热闪光对焊来生产矿用C级圆环链，焊接过程包括预热、闪光、顶锻、保持、休止等程序。焊接工艺参数见表2.表223MnNiCrMo54钢闪光对焊工艺参数Tab.2Weldingparametersfo