硬質(zhì)合金與鋼MIG焊組織及性能研究.pdf

1、　　硬質(zhì)合金由高強(qiáng)度的碳化物和粘結(jié)相構(gòu)成,具有高強(qiáng)度、良好的耐磨性和較好的韌性、耐熱、耐腐蝕等性能,尤其是硬質(zhì)合金的高溫強(qiáng)度及其在液態(tài)介質(zhì)中的耐蝕性能和化學(xué)惰性,使其在工業(yè)中廣泛應(yīng)用。目前,關(guān)于硬質(zhì)合金焊接的研發(fā)工作已經(jīng)廣泛開(kāi)展,在工業(yè)中多種不同的焊接方法得到應(yīng)用,但都還存在一些缺點(diǎn)和不足,并且硬質(zhì)合金在焊接的過(guò)程中,容易在硬質(zhì)合金/焊縫界面產(chǎn)生脆硬的缺碳η相,使焊接接頭容易產(chǎn)生裂紋。
　　本文采用機(jī)器人MIG焊接方法對(duì)低粘結(jié)相

2、硬質(zhì)合金和304不銹鋼進(jìn)行焊接試驗(yàn),采用 1.2mm 的純 Ni 焊絲作為填充材料。一方面機(jī)器人焊接可以提高焊接生產(chǎn)效率,有利于工業(yè)生產(chǎn)需要；另一方面,在硬質(zhì)合金/焊縫界面,WC溶解過(guò)程中, W、C原子向焊縫中擴(kuò)散,同時(shí)焊縫中的Ni替代W形成(W, Ni)C,即在界面區(qū)域形成W-Ni-C三元平衡系統(tǒng),通過(guò)相圖分析,發(fā)現(xiàn)與W-Co-C或W-Fe-C三元平衡系統(tǒng)相比,W-Ni-C平衡系統(tǒng)中產(chǎn)生η相的區(qū)域要小得多,Ni的添加可以有效抑制η相的

3、形成。通過(guò)焊接試驗(yàn),得到并優(yōu)化機(jī)器人 MIG 焊的工藝參數(shù),同時(shí)對(duì)焊接接頭進(jìn)行分析,觀察分析焊接缺陷,通過(guò)掃描電鏡、XRD物相分析、電子探針能譜元素分析、顯微硬度測(cè)試,對(duì)硬質(zhì)合金/焊縫界面進(jìn)行顯微組織、成分及元素?cái)U(kuò)散分析,得到以下結(jié)論：
　　1、采用機(jī)器人MIG自動(dòng)焊方法焊接低粘結(jié)相硬質(zhì)合金與304不銹鋼,需嚴(yán)格控制焊接熱輸入,以避免發(fā)生碎裂情況。對(duì)于2mm和4mm厚試樣,通過(guò)選擇合理的工藝參數(shù),可以在無(wú)預(yù)熱和后熱的情況下得到成

4、形、力學(xué)性能俱佳的焊縫；
　　2、在焊接過(guò)程中,硬質(zhì)合金/焊縫界面發(fā)生擴(kuò)散行為,W、C、Ti和Ni等元素由硬質(zhì)合金向焊縫中擴(kuò)散,打破 W-Ni-Ti-C 平衡體系,形成缺碳的 η 相；而焊縫中的Ni也同時(shí)向硬質(zhì)合金一側(cè)擴(kuò)散,抑制平衡體系的移動(dòng),抑制η相的形成；
　　3、發(fā)現(xiàn)WC的長(zhǎng)大和溶解現(xiàn)象,在溶解的WC晶粒周?chē)铅窍嘈魏碎L(zhǎng)大的集中區(qū)域,WC溶解促進(jìn)η相的生成；
　　4、焊接接頭冶金結(jié)合良好,硬質(zhì)合金/焊縫硬度