钢基体表面双丝堆焊铁铝金属间化合物工艺研究

摘要

本文对钢基体表面双丝堆焊Fe-Al金属间化合物进行了工艺试验。试验中通过钢焊丝和铝焊丝的不同组合、改变预热温度等措施得到了Fe3A1。当主机采用φ1.6mmER1100焊丝+脉冲,电弧电压21.2V,焊接电流为240A;辅机采用φ1.2mmER50S-6焊丝+脉冲,电弧电压32.4V;焊接电流为340A,焊接速度为60cm/min,焊前预热温度为350℃时,焊缝成形良好,接头无裂纹、气孔、夹杂、未熔合等缺陷。
　　 对堆焊层进行力学性能测试,结果显示:堆焊层的显微硬度为350～400HV。剪切强度大于270MPa,且断口经SEM扫描电镜显示其为脆性断裂。耐磨性试验表明堆焊层耐磨性好于母材。金相显微组织分析显示:堆焊层为粗大的柱状晶组织,在熔合线附近存在Al含量较少的过渡层。EDAX能谱分析表明:堆焊层中的Al含量为24％～27%(at)。
　　 利用ANSYS有限元对双丝堆焊Fe-Al金属间化合物焊接温度场进行了三维动态模拟,再现了不同时刻温度场的分布情况;比较了不同位置的焊接热循环,并分析了预热温度对温度场分布的影响。