硬质合金YG8与D6A高强度钢激光焊接行为研究

发布时间：2017-03-30 03:21

  本文关键词：硬质合金YG8与D6A高强度钢激光焊接行为研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：异种金属焊接能够充分利用各种材料的优异性能,降低成本,因而在多种行业得到了广泛应用。以硬质合金YG8为齿材与高强度钢D6A为背材焊接而成的直齿锯以其锯切效率高,锯切损耗小,适应性广等特点不断在加工工业中发挥着重要的作用。但由于两者的理化学性质相差较大,因此传统焊接具有局限性。激光焊接由于具有功率密度高,能量集中,焊缝热影响区小,热变形小等优点,因此对含有高熔点合金元素的异种金属焊接具有优异性,本文结合双金属直齿锯的制造过程来研究异种金属激光焊接行为。本文系统研究了硬质合金条YG8与高强度钢钢带D6A激光焊接工艺,并分析讨论了CO2激光焊接异种金属接头组织演变规律和接头显微硬度的分布规律,研究了不同焊接工艺对接头组织和力学性能的影响,以及D6A热处理后对接头组织、焊缝硬度的影响规律。硬质合金YG8与高强度钢D6A异种金属CO2激光焊接接头的组织主要为胞状晶与等轴晶,焊缝中心区为等轴晶区域,两侧为胞状晶和树枝晶。在近齿材YG8一侧的熔合线附近,由YG8侧到焊缝中心位置,生长变化为混合的树枝晶与胞状晶甚至只有胞状晶到中心等轴晶,具有不明显的生长方向。在靠近齿材侧焊缝硬度要高于靠近背材侧,且在近齿材侧的熔合区附近的硬度比焊缝中心区硬度高。从D6A侧到焊缝中心位置,晶体的生长变化为胞状晶到树枝晶再到等轴晶的变化过程,具有较强生长方向性,同时随着焊接速度的增加,树枝晶逐渐以垂直于焊缝中心线的方式生长,并变得细小。异种金属激光焊接接头抗剪切断裂均断在靠近硬质合金YG8侧的熔合线附近。对焊接工艺研究表明,当焊接功率为3960W、焊接速度为9m/min、偏移量和离焦量为0时,焊接接头平整光滑、无宏观缺陷,组织和性能最优良,抗剪切断裂值为395 MPa,达到了直齿锯的焊接性能指标。背材D6A热处理后,YG8-焊缝的熔合区Co含量较齿材有所减少,但焊缝和D6A处的含量较D6A热处理前明显提高,说明焊缝变窄对Co含量的扩散有帮助,W、C元素含量变化热处理前后基本一致,相比D6A热处理前,D6A热处理后Fe元素在焊缝的波动也比较明显。
【关键词】：异种金属 硬质合金YG8 高强度钢D6A 激光焊接 显微组织
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG456.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-31
• 1.1 硬质合金的分类及应用11-18
• 1.1.1 WC-Co系硬质合金13-14
• 1.1.2 其他WC基硬质合金14-15
• 1.1.3 硬质合金的应用15-16
• 1.1.4 硬质合金的相结构16-18
• 1.2 硬质合金/钢的连接技术18-22
• 1.2.1 钎焊18-20
• 1.2.2 扩散焊20
• 1.2.3 电子束焊20-21
• 1.2.4 TIG焊/MIG焊21-22
• 1.2.5 激光焊22
• 1.3 硬质合金/钢激光焊接22-29
• 1.3.1 激光焊接技术的原理22-23
• 1.3.2 激光焊接的研究现状23-25
• 1.3.3 硬质合金/钢异种金属焊接存在的问题25-29
• 1.4 研究背景及意义29
• 1.5 研究内容29-31
• 第2章 实验工艺及研究方法31-37
• 2.1 实验原材料31-32
• 2.1.1 YG8硬质合金31
• 2.1.2 D6A高强度钢31-32
• 2.2 焊接设备32-33
• 2.3 焊前准备33-34
• 2.4 焊接工艺及实验34-35
• 2.5 焊接接头组织力学性能分析检测35-37
• 2.5.1 焊接接头的宏观形貌检测35
• 2.5.2 显微组织分析35-36
• 2.5.3 焊接接头力学性能检测36-37
• 第3章 D6A/YG8异种金属CO_2激光焊接工艺37-60
• 3.1 引言37
• 3.2 工艺参数对焊接接头宏观形貌的影响37-45
• 3.2.1 偏移量38-39
• 3.2.2 离焦量39-41
• 3.2.3 激光功率与焊接速度41-45
• 3.3 焊接接头的显微组织和元素分布45-50
• 3.3.1 显微组织45-47
• 3.3.2 接头元素47
• 3.3.3 显微组织形成机理47-50
• 3.4 焊接工艺对焊接接头组织的影响50-55
• 3.4.1 激光功率与焊接速度51-52
• 3.4.2 焊接接头组织分析52-55
• 3.5 接头力学性能特征55-59
• 3.5.1 焊接接头的显微硬度55-56
• 3.5.2 接头的剪切断裂强度56-57
• 3.5.3 接头剪切断口分析57-59
• 3.6 本章小结59-60
• 第4章 D6A热处理后对焊接接头的影响60-75
• 4.1 引言60
• 4.2 背材D6A热处理工艺的制定60-63
• 4.2.1 淬火温度60-62
• 4.2.2 回火温度62-63
• 4.3 热处理工艺对焊接接头性能的影响63-69
• 4.3.1 宏观形貌63-65
• 4.3.2 显微硬度65-66
• 4.3.3 剪切断裂强度66-67
• 4.3.4 断口形貌67-68
• 4.3.5 镀层影响68-69
• 4.4 热处理工艺对接头组织变化及元素分布的影响69-73
• 4.4.1 焊缝界面组织69-71
• 4.4.2 η相71-72
• 4.4.3 接头元素72-73
• 4.5 本章小结73-75
• 结论75-76
• 参考文献76-82
• 致谢82-83
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录83

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本文编号：276125