WC-Co硬質(zhì)合金與鋼電子束熔釬焊研究.pdf

1、本文對(duì)30mm厚的WC-Co硬質(zhì)合金與45鋼電子束焊接進(jìn)行了研究。WC-Co與45鋼之間的電子束焊接性較差,焊后接頭中極易出現(xiàn)裂紋缺陷。本文在綜合考慮接頭組織和應(yīng)力的分析結(jié)果基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了用于WC-Co與45鋼電子束焊接的填充層,以控制接頭質(zhì)量。借助于光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、透射電子顯微鏡(TEM)等分析測(cè)試手段,并結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果,對(duì)接頭形成過程、接頭裂紋產(chǎn)生原因及預(yù)置填充層的止裂機(jī)理進(jìn)行了研究

2、,并對(duì)接頭組織轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了分析。
　　WC-Co/45鋼EBW接頭與WC-Co/Ni-Fe/45鋼EBW接頭的形成過程基本相似,均是由熔點(diǎn)較低的45鋼或填充層與45鋼形成熔池,而后在WC-Co上潤(rùn)濕、鋪展而形成的熔釬焊接頭;且在WC-Co界面處形成了擴(kuò)散反應(yīng)層,保證了焊縫與WC-Co的有效冶金結(jié)合。
　　WC-Co與45鋼直接電子束焊接接頭易產(chǎn)生宏觀裂紋,接頭組織和焊后接頭殘余應(yīng)力是兩個(gè)主要致裂因素。對(duì)接頭組織分析結(jié)果表明

3、,WC-Co/45鋼EBW接頭焊縫區(qū)組織主要由馬氏體、殘余奧氏體及“魚骨狀”Fe3W3C碳化物構(gòu)成,且WC-Co界面處的WC顆粒邊緣生成了脆硬相Fe3W3C,接頭的塑性變形能力較差,從而成為接頭開裂的組織因素;應(yīng)力場(chǎng)分析結(jié)果表明,焊縫區(qū)及WC-Co母材上的應(yīng)力均較大,導(dǎo)致WC-Co/45鋼接頭中產(chǎn)生裂紋缺陷。
　　選用Ni-Fe填充層,對(duì)WC-Co與45鋼進(jìn)行了電子束焊接試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,接頭裂紋產(chǎn)生傾向減小。通過優(yōu)化焊接工藝參

4、數(shù),最終獲得了無裂紋缺陷的WC-Co/Ni-Fe/45鋼電子束焊接接頭。
　　對(duì)WC-Co/Ni-Fe/45鋼EBW接頭組織和力學(xué)性能進(jìn)行了分析,解明了接頭的止裂機(jī)理。WC-Co/Ni-Fe/45鋼EBW接頭焊縫區(qū)組織由γ-Fe及“魚骨狀”碳化物FeW3C和Fe3W3C構(gòu)成,且在WC-Co界面處的WC顆粒邊緣無脆硬相Fe3W3C生成,因而接頭塑性變形能力得以提高;此外,應(yīng)力場(chǎng)分析結(jié)果表明,接頭焊縫區(qū)及WC-Co界面處的應(yīng)力值均較小