超高強度耐磨板40CrNi2Si2MoVA激光焊接組織和性能研究

  40CrNi2Si2MoVA(300M)耐磨(mo)板(ban)是(shi)一種性(xing)能(neng)(neng)(neng)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)超(chao)純凈高強度(du)結構耐磨(mo)板(ban),具有綜合的(de)(de)(de)(de)延展性(xing)、剛性(xing)和(he)(he)韌性(xing),高的(de)(de)(de)(de)耐疲勞性(xing)和(he)(he)蠕變(bian)性(xing)能(neng)(neng)(neng),是(shi)制(zhi)造飛機起落架等航(hang)空(kong)鍛(duan)件的(de)(de)(de)(de)重要結構材(cai)料。激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)是(shi)一種利(li)用高能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)束對材(cai)料進(jin)行局部加熱(re),激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)輻射的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)通過熱(re)傳導向(xiang)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)內部擴(kuo)散,將材(cai)料熔(rong)(rong)化(hua)后(hou)形(xing)成特定(ding)熔(rong)(rong)池(chi)以達(da)到焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)新型的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方式,激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)深寬比(bi)高,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)寬度(du)小,熱(re)影響區小、變(bian)形(xing)小,焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)快,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)平整、美觀,焊(han)(han)(han)(han)后(hou)無需(xu)處理(li)或只需(xu)簡單處理(li),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)質(zhi)量(liang)高,無氣孔,可精確控制(zhi),聚焦光(guang)(guang)點小,定(ding)位精度(du)高,易實現自(zi)動化(hua)。目(mu)前(qian),對40CrNi2Si2MoVA耐磨(mo)板(ban)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)多是(shi)采用真空(kong)電子束焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)、TIG或MIG等焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)而成。而該耐磨(mo)板(ban)的(de)(de)(de)(de)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)報道較(jiao)少,對40CrNi2Si2MoVA耐磨(mo)板(ban)用CO2激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)進(jin)行了焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)處理(li),著重分析了該耐磨(mo)板(ban)激(ji)(ji)(ji)(ji)光(guang)(guang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)(de)(de)(de)組織(zhi)及力學性(xing)能(neng)(neng)(neng)。

  采用線切割40CrNi2Si2MoVA耐磨板制備焊接試(shi)樣(yang),試(shi)樣(yang)尺寸為55mm×20mm×1mm。焊接工(gong)藝參(can)數為:焦(jiao)距315mm,光斑直(zhi)徑1mm,輸出功率1.6kW,掃描(miao)速度150(mm.min-1),保護氣(qi)體為氬氣(qi)。

  超高強(qiang)度耐(nai)磨(mo)板40CrNi2Si2MoVA激光焊(han)(han)接焊(han)(han)縫中心(xin)區組織為(wei)等軸晶,近(jin)中心(xin)區為(wei)小柱狀晶,邊緣區為(wei)柱狀樹(shu)枝晶與(yu)粗大(da)柱狀晶,熔(rong)合區為(wei)柱狀晶、胞狀晶。HAZ主要組織為(wei)板條馬(ma)氏體(ti)(ti)、島(dao)狀馬(ma)氏體(ti)(ti)、貝氏體(ti)(ti)及少量殘(can)余(yu)奧氏體(ti)(ti)。焊(han)(han)縫區平均(jun)(jun)硬度595HV,硬度最大(da)值(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)HAZ,其(qi)值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)637HV;從HAZ到基(ji)材(cai)(cai)硬度值(zhi)(zhi)(zhi)下降顯著;焊(han)(han)接接頭(tou)沖擊韌度為(wei)54.5J/cm2。試樣拉(la)伸斷(duan)裂(lie)部(bu)位發生在(zai)靠近(jin)焊(han)(han)縫基(ji)材(cai)(cai)區,拉(la)伸斷(duan)口為(wei)韌窩斷(duan)口,其(qi)抗拉(la)強(qiang)度值(zhi)(zhi)(zhi)和母材(cai)(cai)拉(la)伸強(qiang)度值(zhi)(zhi)(zhi)相當,平均(jun)(jun)值(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)1607.8MPa;從焊(han)(han)縫中心(xin)區到基(ji)材(cai)(cai)區,焊(han)(han)接殘(can)余(yu)應力先增大(da),后減小,變(bian)化顯著。