軟鐵彈帶TIG堆焊工藝及界面研究.pdf

1、在銅彈帶的TIG堆焊過程中，容易存在界面滲透裂紋，銅堆焊層泛鐵導(dǎo)致彈帶硬度升高等缺點(diǎn)。本文選用軟鐵（含碳量小于0.04％的工業(yè)純鐵）代替銅作為彈帶的堆敷材料，采用冷絲 TIG焊、自主設(shè)計(jì)的熱絲 TIG焊及振動(dòng) TIG焊的方法在炮彈基體上進(jìn)行軟鐵堆焊試驗(yàn)，基體主要有20＃、45#和50#鋼。對(duì)軟鐵堆焊進(jìn)行工藝摸索，分析比較不同焊接方法及參數(shù)對(duì)軟鐵堆焊接頭的宏觀成形、連接界面形態(tài)和堆焊層微觀組織的影響，研究堆焊層的硬度大小及分布的影響規(guī)律，

2、測(cè)量堆焊層剪切強(qiáng)度并進(jìn)行實(shí)彈發(fā)射檢驗(yàn)軟鐵彈帶的效果。
　　利用冷絲焊接方法進(jìn)行了工藝摸索，30mm口徑炮彈的軟鐵彈帶時(shí)合適的參數(shù)為：焊接電流180-220A，送絲速度1.3-1.5m/min，轉(zhuǎn)動(dòng)周期100-110s，氣流量10 L/min。發(fā)明了新型的雙TIG電源熱絲焊接技術(shù)，大幅提高了送絲速度，降低了主弧焊槍電流。而振動(dòng)焊接能夠降低焊接電流，增加送絲速度，改善堆焊層組織。
　　軟鐵堆焊接頭的宏觀照片顯示，隨著焊接電流的增

3、大，堆焊層寬度增加、高度減少，基體熱影響區(qū)范圍變大。背部水冷能有效減小接頭熱影響區(qū)的大小。對(duì)接頭界面進(jìn)行金相顯微鏡及掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，焊接電流越大，基體界面熔化量越多，越過界面進(jìn)入熔池的碳元素也越多。熱絲焊接使界面附近粗晶區(qū)晶粒嚴(yán)重長大，部分粗晶區(qū)晶粒熔化，界面上聯(lián)生晶粒度較大，而振動(dòng)焊接接頭的界面組織比較細(xì)小。
　　通過對(duì)軟鐵堆焊層微觀組織觀察發(fā)現(xiàn)，冷絲焊接電流小于180A時(shí)，20#鋼基體的軟體堆焊層組織構(gòu)成基本為鐵素體，電流達(dá)

4、到220A時(shí)，堆焊層中出現(xiàn)了粒狀貝氏體。熱絲焊接的堆焊層組織則由垂直于熔合線的柱狀鐵素體、塊狀鐵素體、粒狀珠光體、少量貝氏體等組織構(gòu)成。振動(dòng)焊接的堆焊層多為鐵素體組織。當(dāng)基體不同時(shí)，隨著基體含碳量增加，軟鐵堆焊層則會(huì)相繼出現(xiàn)珠光體和貝氏體類型組織。
　　研究堆焊層機(jī)械性能發(fā)現(xiàn)，降低焊接電流、選用含碳量低的母材和背部水冷方式均能降低軟鐵堆焊層的硬度，振動(dòng)焊接的方法能使20#鋼基體的軟鐵堆焊層的平均硬度降到160HV左右，比其他兩種方