軟鐵-黃銅高頻感應(yīng)熔敷焊接工藝及界面行為研究.pdf

1、銅材料質(zhì)軟，發(fā)射銅彈帶的炮彈會導(dǎo)致膛線粘銅，造成污染，同時損失銅彈帶，使得炮彈自身的閉氣性變差。軟鐵的硬度較高，發(fā)射炮彈時，彈帶與膛線間摩擦，使得膛線的磨損較為嚴(yán)重。針對銅彈帶與軟鐵彈帶的問題，本課題以銅在前、軟鐵在后的形式通過先堆焊軟鐵、后熔敷焊接銅的方法得到軟鐵-銅復(fù)合彈帶。利用軟鐵硬度大、強度高的特點，在整體上提高彈帶的剛度，避免了銅彈帶的滑移現(xiàn)象，又能減緩膛線的磨損。
　　利用高頻感應(yīng)熔敷焊接方法，對黃銅的焊接進行了工藝摸

2、索。結(jié)果表明，運用300A加熱電流時，黃銅焊絲完全熔化時間適中，約為10s，泛鐵層厚度約為3μm。逐漸增加加熱時間，泛鐵不斷向銅中擴散，并在界面處產(chǎn)生新的泛鐵，泛鐵層厚度增加緩慢，加熱時間為30s時，泛鐵層厚度約為25μm。增加加熱電流，泛鐵形貌呈現(xiàn)無規(guī)律性，泛鐵層厚度急劇增加，加熱電流為500A時，泛鐵層厚度可達到200μm以上。
　　通過觀察接頭的宏觀照片發(fā)現(xiàn)，四種復(fù)合彈帶接頭界面平齊，均屬于釬焊式接頭，堆焊接頭的銅堆焊層中均

3、可明顯看到大量擴散至堆焊層中的泛鐵。分析接頭微觀照片發(fā)現(xiàn)，紫銅、鋁青銅及硅青銅的堆焊接頭存在一層固溶層。
　　觀察了銅彈帶層中的泛鐵形貌并針對近界面區(qū)域進行了能譜測試，結(jié)果表明，紫銅與鋁青銅中的泛鐵呈現(xiàn)規(guī)則的球狀、花瓣狀及樹枝狀，而硅青銅中的泛鐵呈現(xiàn)不平滑不規(guī)則顆粒狀形態(tài)。黃銅、紫銅及鋁青銅中的泛鐵為鐵元素與銅合金元素的固溶體，而硅青銅中的泛鐵依附堆焊層中的硅顆粒產(chǎn)生并有富銅相凝聚于其中。TIG堆焊接頭固溶區(qū)域的元素分布普遍規(guī)律為

4、，從軟鐵側(cè)到銅側(cè)方向，固溶的Cu元素不斷增加，但硅青銅堆焊接頭中此規(guī)律并不明顯。
　　對彈帶材料層進行了硬度測試，軟鐵-銅、鋼-銅兩種接頭近界面區(qū)域的銅側(cè)硬度變化規(guī)律一致，其中，紫銅層與鋁青銅層的硬度變化趨勢較為劇烈，而黃銅層及硅青銅層硬度變化趨勢較為平緩，這是銅彈帶層中不同形態(tài)的泛鐵形貌所導(dǎo)致的。拉伸試驗與剪切試驗的結(jié)果表明，紫銅、硅青銅、鋁青銅及黃銅的平均抗拉強度與剪切強度均與各銅層的平均硬度值滿足正相關(guān)的對應(yīng)的規(guī)律，紫銅、鋁