双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织及耐腐蚀性能.pdf

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1、第6期(总第130期)机械管理开发2012年12月No．6(SUMNo．130)MECHANICALMANAGEMENTANDDeo．2O12双面超薄不锈钢复合板激光焊接接头组织及耐腐蚀性能王玢，崔泽琴，卫朝阳，刘冬，荣小明，张红霞(太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原030024)摘要：采用同步送粉填充焊的方法，利用Nd：YAG固体脉冲激光对0．1turn+0．8ram+0．Imm不锈铜复合板进行了双面焊双面成形的实验研究。确定了激光焊接双面超薄不锈铜复合板的最佳工艺参数，利用金相显微镜观察分析了焊缝区各区的微观组织特征。结果表明，双面超薄不锈钢复合板填充粉末后激光

2、焊接接头表面成形好，热影响区窄，焊接变形小；焊缝中心为细小的等轴晶，熔合线附近有细晶区，其他区域为柱状晶区，焊缝为残余奥氏体+马氏体+碳化物组织；在硫酸一硫酸铜腐蚀溶液中腐蚀16h后，焊缝表面与腐蚀前没有明显变化，对试板进行180。弯曲试验，未产生晶间腐蚀裂纹。关键词：双面超薄不锈钢复合板；激光焊接；微观组织；晶间腐蚀中图分类号：TG456．7文献标识码：A文章编号：1003—773X(2012)06—0025—030引言充粉末为高c卜Ni合金粉，其粒度约为325目。母材及不锈钢复合钢板是一种由基层和覆层复合而成的填充粉末的化学成分，见表1。金属钢板，基层主要承受结构强度

3、和刚度，覆层主要满表1母材及填充粉末的化学成分／％足耐蚀和耐磨等特殊性能要求，通常覆层厚度只占总材料名称CSiMnPSCrNi厚度的10％一20％t”，是纯不锈钢板的最佳替代材料，复层304≤007≤1．OO≤2．0o≤0．035≤0．030l7．O0～8．0O～不但节约大量的稀有贵重金属，而且可以降低成本的不锈钢．l9．0011．0030％～50％tI，被广泛应用于石油化工、航空、航天、核工基层≤O22O．12～Q235．O．3O≤0．7O≤0．045≤O．O45业、电力、水利、食品等领域。高cr．37．00～15．O0～Ni粉≤0．O3≤0．7O≤1．40≤0．025

4、≤0．02239双面覆层不锈钢复合板的连接仍然存在较大问．0Ol7．00题：一是不锈钢与碳钢在晶体学特征、热膨胀性、导热1．2试验方法性、力学性能等方面存在较大差异，所以不锈钢复合板实验设备选用Nd：YAG固体脉冲激光加T系统，焊接通常要比同种钢困难；二是薄层不锈钢复合板的平均输出功率为500W，激光光斑直径为0．2IllIn，图2焊接工艺较难控制，尤其是双面超薄不锈钢复合板，由为双面超薄不锈钢复合板激光焊接状态示意图。于覆层厚度较薄，不能分基层、过渡层和覆层分别焊接；三是因为基层碳钢非常容易稀释覆层不锈钢焊缝区，使焊缝区Cr、Ni含量降低，造成了焊缝区的耐腐蚀性能严重降

5、低，严重制约了超薄不锈钢复合板的广泛应用】。与TIG、MIG等传统的焊接工艺方法相比，由于激光柬具有特有的高能量密度分布、光斑直径小、焊道窄、熔化量小、精密成形、控制简单、精确性和自动化程图2激光焊接示意图度高等优点，这为解决超薄不锈钢复合板的焊接问题用剪板机切割4块尺寸为150ram~75mm~ll／lnl提供了非常有利的条件。的焊接试板。焊接过程中采用填充粉末双面焊双面成1试验材料与方法形的方法。对于1mm厚的薄复合板来说，由于激光光1．1试验材料斑直径很小，为了保证焊接质量，焊前将试样对接面用试验母材为双面超薄不锈钢复合板(0．1mm+0．8砂纸打磨平整，施焊面用丙

6、酮清洗干净之后放在专门mm+0．1mm)，其中覆层材设计的夹具上夹紧进行，两被焊工件之间间隙范围不料为304不锈钢，基层材覆层(3o4不绣钢)大于0．1mm。为了获得高质量的焊接接头，先将两块料为Q235，试样尺寸为板用激光点焊5～6处，然后再对整条焊缝进行同步送150mm~75mmx1mm，试覆层(3o4不绣钢)粉激光焊接。图1试板对接焊示意图件装配，如图1所示。填经过大量试验，确定激光焊接不锈钢复合板的最收稿日期：2012—06—05作者简介：王玢(1990一)，男，山西晋中人，在读本科生，主要研究方向：材料成型及控制工程。通讯作者：崔泽琴(1977一)，女，山西长治

7、人，硕导，讲师，主要研究方向：先进材料的连接及其界面行为。·25-第6期(总第130期)机械管理开发2012年I2月了爆轰产物的高压作用对侵彻影响，建立了反应装甲参考文献GurneyRW．Theinitialvelocitiesoffragmentsth)mbond)s．在爆轰阶段对射流干扰的简单数学模型，得到射流侵shellsandgrenades．BallisticResearchLaboratory1947：Re—彻爆轰产物的准定常流体力学公式，而回流射流在高portNo．405．AberdeenProvingGroun