使用旁路分流熔化极惰性气体保护焊(bypass current metal inert gas welding,BC-MIG焊)在水冷条件下增材制造镍铝青铜(nickel aluminum bronze,NAB)和25号钢复合结构,以评估异种金属增材制造的可行性.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机和硬度测试仪研究了热处理前后复合结构的微观组织和力学性能的影响.通过X射线衍射仪研究了界面附近残余应力,结果表明,在BC-MIG焊的低热输入和水冷的高冷却速率下,结构件表面成形良好且自由变形较小,接头未发现缺陷和裂纹.热处理促进了Cu,Fe元素的相互扩散,扩散层由4μm提高到了17μm,但界面没有形成Fe-Al金属间化合物层.在水冷条件下,钢的残余应力分布在−350~−250 MPa之间,而NAB的残余应力差异较大,在−550~90 MPa之间.拉伸试验结果表明,热处理后,由于残余应力降低,结构的抗拉强度略微降低,但断后伸长率明显提高.创新点:(1)将BC-MIG焊和水冷结合用于NAB/钢增材制造,有效控制了焊接热输入,解决了NAB/钢界面渗透裂纹和脆性金属间化合物问题.(2)采用适当的焊后热处理提高了韧性并降低了残余应力,阐明了残余应力降低的机理.
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