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激光焊接焊縫組織全面分析

发布时间:2016-04-07 | 来源:星鴻藝激光焊接运营部 | 分享:


激光焊接機焊接焊缝组织分析
    焊接完成后需要对焊缝进行检测和分析,以便进一步改善焊接工艺,保证焊接成品满足要求。焊缝的检测主要有外观检测、强度检测和微观检测等。外观检测观察焊缝表面是否有孔洞、裂纹、咬边、未焊透等明显缺陷;强度检测是根据零件的工作状态分别进行拉伸、弯曲、硬度、冲击等试验;微观检测采用金相分析来研究焊缝的成形、微观组织、测试焊接区的显微硬度分布等。
激光焊接機焊接微觀組織分析
    焊缝组织由焊缝成分和冷却速度等因素决定。激光焊接时,焊缝成分不均匀性决定了其组织有不均匀性,极快的冷却会使组织细化,有助于提高焊缝性能。图1激光双面焊接金刚石锯片的焊缝断面金相照片。由图可见,自左至右存在几个区域:刀头基质、熔化区、热影响区、基体物质。图2为刀头基质与熔化区交界处的扫描电镜(SEM)照片。由于激光深焙焊接的冷却速度快,熔化区内为细密的枝晶组织,热影响区内存在淬火马氏体组织。此外,在刀头基质与熔化区之间,存在一个约1 0um厚的窄带。
   为进一步研究焊缝组织,采用能谱分析(EPMA)测定了不同区域内Co和Fe的浓度,结果如图所示。由图可见,在熔化区内,Co和Fe的浓度分布相当均匀;而在窄带内,从刀尖侧到熔化区侧,Co浓度急剧下降,Fe浓度急剧上升。这是由于在激光焊接熔池内,存在着由表面张力梯度驱动的对流流动,且流动速度很快(远大于焊接速度),所以Co和Fe能得以混合均匀;而在JJ尖基质与熔化区的交界面上则存在一个熔池流动边界层,流动速度很慢,在该层内,质量传递主要是通过扩散来实现的,所以Co和Fe的浓度梯度很大。窄带就是这个熔池流动边界层固化的结果。
    X射线衍射分析也是分析焊缝显微组织的一种方法,它能确定焊接金属的相结构。对上述试验试件采用晶体单色CuKa靶以50/m的扫描率进行X射线衍射分析,表明在焊接金属中没有发生相位转变。焊接金属中体心立方晶格峰值强度高于面心立方晶格峰值强度,故激光焊接機焊接金屬中體心立方晶格是主要相位。這是由于面心立方晶格與體心立方晶格差值所致。根據上述分析,焊接金屬中主要相是孿晶狀馬氏體無疑。

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