钢基体上AlSi-钢焊丝双丝焊制备Fe-Al堆焊层

摘要

本文主要针对在钢基体上采用AlSi焊丝+钢焊丝的双丝堆焊来获得Fe-Al堆焊层。通过大量的堆焊工艺试验，从AlSi焊丝-钢焊丝的配比、焊接规范、焊前预热、焊后热处理等方面进行了分析和研究。焊接试验结果表明:当主机采用ER50S-6钢焊丝，不添加脉冲，电压为31.4V，电流为308A，辅机采用ER4043铝硅焊丝，添加脉冲，电压为19.8V，电流为144A，焊接速度为85cm/min，焊前预热温度为350℃，焊后550-600℃消应力处理，并随炉冷却后，得到了成形良好、无裂纹、气孔、夹杂、未熔合等缺陷的Fe-Al堆焊层，并实现了连续堆焊30道以上的多道堆焊。
　　 力学性能测试结果显示，堆焊层的显微硬度在350-450HV;堆焊层与基体的界面剪切强度大于280MPa，剪切断口经SEM扫描电镜显示断裂方式为脆性断裂;堆焊层耐磨性好于基体Q235的耐磨性。金相显微组织分析显示，堆焊焊缝以明显的柱状晶组织形式存在，且柱状晶组织内部有大量的析出相，当铁、铝焊丝送丝速度分别为8 m/min、4.5m/min时的堆焊层经EDAX能谱检测显示:Fe含量为71％-77％，Al含量为21％-25％(at)，Si含量为2％-4％(at)。但熔合线附近的Fe含量为81％-86％，Al含量为13％-17％(at)，Si含量为1％-2％(at)。经过XRD分析表明堆焊层中存在Fe3Al。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题的意义

1．2 金属间化合物的特点性能及应用

1．3 Fe3Al金属间化合物的特点性能及应用

1．4 钢和铝的焊接性

1．5 钢和铝焊接容易产生的问题

1．6 双丝电弧焊的研究现状

2 试验的设备和材料

2．1 实验的设备

2．1．1 法国SAF TANDEM R450 TOPMAG自动双丝焊接系统

2．1．2 力学性能检测设备

2．1．3 耐磨试验设备

2．1．4 其他设备

2．2 试验材料

2．2．1 焊接母材及焊丝

3．试验方案设计及分析

3．1 焊接方案设计

3．1．1 焊前准备

3．1．2 焊丝的选择

3．1．3 焊接参数的选择

3．1．4 主丝、辅丝焊丝的选择

3．1．5 焊前的预热及焊后的热处理工艺

3．2 主丝采用Φ1．2mm钢焊丝、辅丝采用Φ1．2mm铝硅焊丝双丝焊堆焊试验设计

3．2．1 主丝Φ1．2mm钢焊丝、辅丝采用Φ1．2mm铝硅焊丝正交试验

3．2．2 堆焊层的外观分析

3．3 主丝采用Φ1．2mm铝硅焊丝、辅丝采用Φ1．2mm钢焊丝双丝焊堆焊试验设计

3．3．1 主丝Φ1．2mm铝硅焊丝、辅丝采用Φ1．2mm钢焊丝正交试验

3．3．2 堆焊层的外观分析

3．4 焊接过程中各种因素的影响

3．4．1 电流的影响

3．4．2 焊接速度的影响

3．4．3 预热和焊后热处理对堆焊裂纹的影响

3．4．4 干伸长的影响

3．4．5 堆焊母材厚度的影响

3．4．6 保护气流量的影响

3．5 本章小结

4 堆焊层性能测试

4．1 显微硬度测试

4．2 堆焊层耐磨性能测试

4．3 堆焊层的剪切试验

4．4 焊接缺陷分析

4．4．1 焊接裂纹

4．4．2 表面缺陷

4．5 本章小结

5 堆焊层组织及成分分析

5．1 XRD物相分析

5．2 堆焊层的显微组织分析

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献