论文部分内容阅读
经过扩管或缩颈工艺再加工的管件,易因强度、韧性、塑性、硬度等力学性能的不足出现局部裂纹。本文针对汽车催化转换器壳体焊后再加工开裂问题,以1.2mm厚441铁素体不锈钢为对象开展激光焊接试验,对焊接接头的微观组织及力学性能进行研究;以优化的焊接工艺为基础,对焊接接头进行激光熔凝表面处理,分析了熔凝工艺对接头形貌、微观组织、力学性能的影响。对于焊缝成形良好的“束腰状”接头(激光功率为1.8 k W~2.2 k W、焊接速度为1.5 m/s~2.4 m/s、离焦量为-4mm~+2mm),焊缝熔宽随激光功率、焊接速度、离焦量的增大呈先增大后减小趋势,“束腰状”程度先增大后减小,柱状晶沿温度梯度反方向生长趋势得到一定抑制,焊缝微观组织为中心等轴晶及边缘柱状晶,热影响区轻微粗化。XRD物相分析结果显示,焊缝为铁素体组织。获得了1.2mm铁素体不锈钢的激光焊优化工艺,为激光功率1.5 k W、焊接速度2.0 m/min、离焦量+2 mm;此时焊缝等轴晶尺寸55.3μm、柱状晶宽度49.1μm,焊缝抗拉强度达到最大值510 MPa,延伸率为母材的1.27倍,中心硬度高于194.2 HV,接头拉伸断口表面韧窝密集。焊缝抗拉强度及延伸率随激光功率、焊接速度、离焦量的增大呈先增大后减小趋势。激光焊使接头硬度增大,接头硬度随激光功率、焊接速度的增大先增大后减小、随离焦量的增大先减小后增大,随晶粒尺寸的减小而增大。接头激光熔凝试验以离焦量+7mm、热输入0.33 J/mm~0.50 J/mm工艺的微观组织及力学性能较好。熔凝接头拉伸断口形貌均存在局部脆性断裂特征。随着热输入的不断增大,接头成形逐渐变差,熔凝层面积增大,熔凝区晶粒平均宽度呈先减小后增大趋势,重熔晶粒细化程度不断减小,脆性断裂特征愈加明显。接头物相分析结果显示,焊缝表面熔凝后无相变,重熔晶粒仍为铁素体组织。经激光熔凝处理后焊缝点蚀密集程度降低,耐蚀性提高。