錳銅合金-鋼異種材料電子束焊接性研究.pdf

1、鋼與ZMnD-1J錳銅合金在物理、力學(xué)性能方面差異巨大，用傳統(tǒng)的方法焊接，難以得到性能良好的接頭。由于真空電子束焊具有焊縫深寬比高、焊件變形小、焊接冶金質(zhì)量好等特點(diǎn)；尤其適合于異種金屬的焊接，本文首先采用電子束焊接方法，探討ZMnD-1J錳銅合金與20＃鋼之間異種金屬焊接的可行性，試驗(yàn)證明是可行的。 其次優(yōu)化了ZMnD-1J錳銅合金與20＃鋼之間異種金屬電子束焊接工藝參數(shù)，試驗(yàn)中引入偏束焊技術(shù)以解決異種金屬連接時(shí)兩側(cè)母材熱輸入不

2、均勻及焊縫表面成形的問(wèn)題，并引入預(yù)熱焊技術(shù)對(duì)12mm厚度ZMnD-1J錳銅合金和20＃鋼板材進(jìn)行了電子束對(duì)接試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：線能量的高低是影響焊縫表面成形的最終決定性因素，在焊接電壓130kV，聚焦電流2384mA，采用電子束流為10mA，焊接速度為8mm/s，偏鋼側(cè)0.6mm時(shí)，可以得到351.5MPa的最高抗拉強(qiáng)度，為母材強(qiáng)度的75.6％，焊縫的表面成形最好，此時(shí)焊接線能量為1625J·cm-1。 然后分析了焊接接頭的組

3、織結(jié)構(gòu)及斷口形貌，結(jié)果表明：焊縫區(qū)組織均勻致密且無(wú)明顯的氣孔、夾雜等缺陷，都屬于韌性斷裂。接頭部分分為錳銅合金側(cè)熱影響區(qū)、焊縫區(qū)和鋼側(cè)熱影響區(qū)，鋼側(cè)熱影響區(qū)范圍小于錳銅側(cè)熱影響區(qū)范圍；焊縫區(qū)域分為三個(gè)部分：焊縫邊緣區(qū)錳銅側(cè)、焊縫中心區(qū)和焊縫邊緣區(qū)鋼側(cè)。斷口X射線衍射分析發(fā)現(xiàn)焊縫焊縫邊緣區(qū)錳銅合金側(cè)（C區(qū)）存在著大量脆性金屬間化合物，為接頭強(qiáng)度薄弱區(qū)。經(jīng)斷口分析發(fā)現(xiàn)斷裂發(fā)生在焊縫C區(qū)的位置，斷口表面主要存在著FeCu和FeMn3這兩種金屬