鐵白銅及其異種金屬的激光焊接與性能研究.pdf

1、BFe30-1-1具有優(yōu)良的耐蝕性，其作為海洋工程重要材料，往往涉及到與異種材料的焊接。本論文采用美國(guó) IPG光纖激光器及 ABB六軸焊接機(jī)器人，選用 BFe30-1-1與 Q235、304L不銹鋼激光焊接工藝做了研究，并用光學(xué)顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）、萬(wàn)能拉伸試驗(yàn)機(jī)及顯微硬度儀分別對(duì)焊接接頭的微觀組織、拉伸斷口、抗拉強(qiáng)度和硬度進(jìn)行測(cè)試和分析。
　　選取激光功率、焊接速度和離焦量三個(gè)因素，用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)BFe30-1-1

2、激光焊接試驗(yàn)，激光功率的水平分別取1.5KW、1.8KW、2.1KW，焊接速度的水平分別取25mm/s、30mm/s、35mm/s，離焦量的水平分別取1mm、0mm、-1mm。在所選因素水平范圍內(nèi)，激光功率對(duì)焊接接頭抗拉強(qiáng)度影響最大，而焊接速度和離焦量影響不明顯。焊接工藝參數(shù)不同，焊縫中心組織都為樹(shù)枝晶和等軸晶α固溶體，熔合區(qū)為柱狀晶。焊接接頭斷裂方式為韌性斷裂，斷裂位置位于熔合線。焊接接頭的硬度較母材略有下降。激光功率2.1KW、焊接

3、速度30mm/s、離焦量1mm為最佳工藝參數(shù)，此時(shí)焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為308MPa。
　　在激光功率1.5KW，焊接速度23mm/s，離焦量-1mm時(shí)，設(shè)計(jì)激光束偏銅側(cè)、置中及偏鋼側(cè)，且進(jìn)行添加2組鎳片的BFe30-1-1與Q235激光焊接試驗(yàn)。焊縫Fe含量遠(yuǎn)高于Cu和Ni時(shí)，焊縫出現(xiàn)裂紋，接頭強(qiáng)度為345MPa且斷裂方式為脆性斷裂。當(dāng)Fe含量低于Cu和Ni及三者含量基本相近時(shí)，焊縫未出現(xiàn)裂紋，接頭強(qiáng)度為385MPa且斷裂方式為韌

4、性斷裂。添加鎳片的焊縫Ni含量較高，焊縫未發(fā)現(xiàn)裂紋，接頭斷裂在Q235鋼一側(cè)，接頭抗拉強(qiáng)度超過(guò)400MPa。焊縫組織主要是（γFe，Ni）及Cu-Ni固溶體。焊縫硬度高于兩側(cè)母材。
　　選取激光功率、焊接速度和離焦量三個(gè)因素，用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)BFe30-1-1與304L不銹鋼的激光焊接試驗(yàn)，激光功率的水平分別取1.4KW、1.5KW、1.6KW，焊接速度的水平分別取20mm/s、22mm/s、24mm/s，離焦量的水平分別取-2mm