机械轧制对巴氏合金焊接接头组织性能的影响

2018-03-27

机械轧制对巴氏合金焊接接头组织性能的影响,巴氏合金具有密度小、比强度及比刚度高、阻尼性好、电磁屏蔽性好等特点,在现代工业领域广泛应用。目前大多数巴氏合金是以铸件形式获得应用的,焊接形式的巴氏合金产品少之又少。但是,随着巴氏合金产品的发展,焊接连接并将成为一种不可或缺的技术。理论上讲,常用的熔化焊技术均可应用于巴氏合金的焊接,但由于巴氏合金具有热强度低、热裂倾向大等物理特性,使得巴氏合金的焊接性较差,常用的熔化方法随均可焊接,但是巴氏合金焊接接头质量不尽相同,其中以高能束最好,氩弧焊相对较差,但氩弧焊作为常用焊接方法应用广泛。因此,周口市华锡合金科技有限公司从工程应用角度入手,仍然选用氩弧焊接巴氏合金,对焊完的试件进行轧制,研究形变强化对巴氏合金焊接接头组织性能的影响。

 

  一、实验材料与方法
 

  实验材料采用巴氏合金板材,板厚5mm,供货状态为轧制态,其抗拉强度为280MPa,伸长率为8%。焊前采用机械方法清除巴氏合金试板表面上的氧化膜、油脂和其他各种污物。焊接组队时,坡口角度为60°,钝边高度为1mm。焊接方法为手工TIG焊。焊后,对焊接巴氏合金试板进行机械轧制,对不同轧制条件下的巴氏合金试件加工成力学性能试样进行拉伸、硬度和显微组织分析,分析轧制对巴氏合金焊接接头力学性能和显微组织的影响。
 

  二、实验结果及分析
 

  1.形变对巴氏合金力学性能的影响
 

  巴氏合金焊接接头的抗拉强度及断面收缩率与变形量之间的关系。可看出,随着变形量的增大,巴氏合金焊接接头的抗拉强度呈现出先增大后减小的趋势,在变形量为12.16%时,取得了最大值272MPa。此外,可以发现,无论变形量多大,巴氏合金焊接接头的抗拉强度均要比原始状态下的高,这说明,焊后施加机械轧制对提高巴氏合金焊接接头的抗拉强度是有利的。随着变形量的增大,巴氏合金焊接接头的断面收缩率呈现出逐渐减小的趋势,在参数范围内基本为单调递减。
 

  2.形变对巴氏合金显微组织的影响
 

  为了分析上述力学性能变化的原因,对不同变形参数下巴氏合金焊接接头的显微组织进行了分析。不同变形量下巴氏合金焊缝的显微组织。可以看出,无论外加机械轧制与否,巴氏合金焊缝显微组织中的物质组成基本没有变化,主要由合金相组成。焊后未经轧制状态下巴氏合金显微组织,由于没有外力作用,巴氏合金焊缝的显微组织还以等轴晶为主,晶粒未发生变形痕迹;随着机械轧制的施加,巴氏合金焊缝中晶粒的形态也发生了变化,明显有变形痕迹出现。
 

  周口市华锡合金科技有限公司采用氩弧焊接巴氏合金,焊后对巴氏合金焊接接头进行机械轧制。调节不同的轧制力度,对不同变形量下巴氏合金焊接接头的拉伸性能、硬度和显微组织进行分析,研究轧制对巴氏合金焊接接头的影响规律和作用机理。结果表明:机械轧制可以提高巴氏合金材料的力学性能,当变形量为12.16%时,巴氏合金焊接接头的力学性能最佳,此时的抗拉强度为272MPa,焊缝中的形变孪晶最多。