无熔滴电弧热丝GTAW自润滑耐磨堆焊层组织及性能

发布时间：2024-06-15 00:21

　　目的采用无熔滴电弧热丝GTAW堆焊技术,在Q235钢表面堆焊具有自润滑功能的含石墨相耐磨合金。方法设计含有镍包石墨粉的药芯焊丝,并使用无熔滴电弧热丝GTAW堆焊技术和传统GMAW两种方法进行对比堆焊。焊后,采用销盘式摩擦磨损试验机对堆焊层进行对比摩擦磨损性能测试,利用光学显微镜、SEM和EDS研究堆焊层的微观结构及成分,并对磨损面形貌进行对比分析,探究自研焊接系统制备含石墨相堆焊层的工艺特点和堆焊层自润滑耐磨性能。结果无熔滴电弧热丝GTAW可以有效降低母材的稀释率,保证药芯焊丝自润滑石墨相过渡,且能提高熔敷率。堆焊层形成了Fe-Cr-B耐磨基体,并在晶界处分布大量的颗粒状石墨相。摩擦磨损实验中,堆焊层摩擦系数可低至约0.65,随着摩擦时间的延长,摩擦系数进一步减小,磨损面未发现典型犁沟,表面平滑且呈黑色,堆焊层具有自润滑功能,且摩擦系数与焊接参数有关。传统GMAW方法制备的堆焊层的摩擦系数为1.4左右,且随着磨损时间的延长,摩擦系数略有增大。结论无熔滴电弧热丝GTAW堆焊技术低热输入和高熔敷率的工艺特点适合堆焊,尤其适合防止焊丝化学成分烧损的堆焊。在合理控制工艺参数,焊接稳定的前提下,...

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【部分图文】：

图1药芯焊丝横截面扫描照片及能谱图

试验采用自制的电弧热丝GTAW焊接系统和自行设计的含镍包石墨成分的药芯耐磨焊丝，在6mm厚的Q235钢板上制备自润滑Fe-Cr-B耐磨基体的堆焊层，镍粉能够在一定程度上保护石墨颗粒不被烧损[16]。为进行堆焊效果对比，还采用了传统的熔化极氩弧堆焊。药芯焊丝横截面照片及成分分析如....

图9堆焊层摩擦系数与时间的关系曲线

图8不同辅弧电流堆焊层的SEM显微组织采用无熔滴电弧热丝GTAW堆焊时，辅弧电流不同，其摩擦系数也不同，如图9a、b所示。随着辅弧电流的增大，摩擦系数也增大，当辅弧电流由120A增大到140A时，堆焊层摩擦系数由约0.65增大到约0.9。当辅弧电流为140A时，随着摩擦时....

图2焊缝宏观形貌

利用无熔滴电弧热丝GTAW技术进行堆焊试验，焊缝宏观横截面如图2a、c所示。采用传统的GMAW进行堆焊试验，焊缝宏观横截面如图2b、d所示。在总电流相同的情况下，两种焊接方法的稀释率有很大的不同：GTAW技术堆焊的稀释率极低，小于5%，且稀释率与焊接电流大小关系不大；而GMAW堆....

图3无熔滴电弧热丝GTAW和传统GMAW焊接原理示意图

采用无熔滴电弧热丝GTAW方法，由于焊丝的送丝速度与主电弧电流不再是耦合关系，因此可以在一定的焊接电流下，根据需要，增加送丝速度，从而可以使焊丝熔化由有熔滴状态调整至无熔滴状态，如图4所示。无熔滴产生的情况下，辅助电弧作用于钨极尖端和一小段焊丝处，焊丝既可以得到充分的预热，又可以....

本文编号：3994637