激光焊接形成FeMnSi記憶合金焊縫組織的工藝及性能研究.pdf

1、本文選用304不銹鋼為連接對(duì)象，以激光填粉焊接原位形成Fe-Mn-Si記憶合金焊縫組織為目標(biāo)，通過(guò)填加粉末成分設(shè)計(jì)、激光工藝參數(shù)優(yōu)化選擇，利用CO2激光焊接系統(tǒng)獲得具有Fe-Mn-Si記憶合金焊縫組織的304不銹鋼焊接接頭，并研究其力學(xué)性能和焊縫的組織性能。選取激光功率、焊接速度、離焦量三個(gè)主要工藝參數(shù)，利用單因素試驗(yàn)法，分析了各工藝參數(shù)對(duì)激光填粉形成Fe-Mn-Si記憶合金焊縫性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，工藝參數(shù)改變，焊縫的熱輸入量也隨

2、之改變，從而影響焊縫熔寬、成分、抗拉強(qiáng)度及硬度。基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，以抗拉強(qiáng)度為試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過(guò)極差分析和方差分析得出2mm厚304不銹鋼板激光填粉焊接試驗(yàn)的最佳工藝參數(shù)為P=2.7kW、v=160 mm/min、z=5 mm，其焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為745.4 MPa，達(dá)到了母材抗拉強(qiáng)度(751MPa)的95％; Fe-Mn-Si記憶合金焊縫成型良好，304不銹鋼基材至焊縫中心依次由奧氏體、平面晶、胞狀樹枝晶、樹枝晶、等軸晶組

3、成。為實(shí)現(xiàn)激光填粉焊接原位形成Fe-Mn-Si記憶合金焊縫組織的目標(biāo)，采用混料均勻設(shè)計(jì)方法，借助DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)得到填加Fe/Mn/Si/Cr/Ni粉末配比和焊縫組織成分之間的回歸方程。Fe-Mn-Si記憶合金焊縫區(qū)域的平均顯微硬度為HV242.8，較304不銹鋼焊縫硬度更高，這是因?yàn)镕e-Mn-Si記憶合金焊縫內(nèi)部有較高硬度的馬氏體組織，并且焊縫區(qū)域Mn、Si含量較高，有助于硬度的提高;Fe-Mn-Si記憶合金焊接接頭的抗拉強(qiáng)度和抗