采用T2Cu和CuSi3焊丝在相同工艺参数下对厚度为1 mm的TC4钛合金及304不锈钢进行焊接,并借助光学显微镜(optical microscopy,OM)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)研究了两种焊丝下的TC4/304异种金属焊接熔池冶金行为.对比...采用T2Cu和CuSi3焊丝在相同工艺参数下对厚度为1 mm的TC4钛合金及304不锈钢进行焊接,并借助光学显微镜(optical microscopy,OM)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)研究了两种焊丝下的TC4/304异种金属焊接熔池冶金行为.对比分析了不同焊丝成分,尤其是Si元素的加入对TC4/304异种金属接头宏观成形、界面微观组织和力学性能的影响.结果表明,Si元素的加入使液态熔池流动性显著增强,消除了凹陷和孔洞等缺陷,解决了焊缝背部熔合不良问题,焊缝宏观成形显著改善.两种焊丝均有效阻隔了Ti,Fe原子,钛/铜界面未生成Ti-Fe化合物,但在焊缝中心以及铜/钢界面处生成了少量Ti-Fe相.CuSi3焊丝中充足的Si元素不仅使Ti5Si3相形核生长的更加充分,在熔池流动的作用下均匀分布于焊缝中,对接头起到弥散强化作用.与T2Cu焊丝相比,CuSi3焊丝所得接头的抗拉强度提升了81.4%,最高达到366.8 MPa.展开更多
文摘水下激光焊接焊缝表面成形和气孔率在一定程度上决定了焊缝强度,为了研究各参数对焊缝熔宽、熔深以及气孔率的影响规律,并探究影响最大的参数对接头力学性能的影响.利用自主搭建的水下焊接平台,对304不锈钢进行水下局部干法激光焊接,通过正交试验发现,对焊缝熔宽、熔深影响最大的参数依次是焊接速度、激光功率;对气孔率影响最大的参数依次是焊接速度、水深,硼酸浓度对焊缝熔宽、熔深以及气孔率没有显著影响;在此基础上探究了激光功率和焊接速度对接头力学性能影响规律,结果表明,激光功率较大时,容易产生凹陷,存在应力集中导致接头性能变差;在焊接速度较小时,匙孔不稳定容易产生气孔等缺陷导致接头性能变差,在试验条件下得到了符合要求的焊接接头,最佳工艺参数组合为:焊接速度0.9 m/min,激光功率2.8~3.0 kW,保护气流量25 L/min,水深20 mm.
