K41842CrMo异金属连续驱动摩擦焊焊接接头组织与性能研究.docx

K41842CrMo异金属连续驱动摩擦焊焊接接头组织与性能研究
摘要：
本文在K418钢和42CrMo钢之间采用连续驱动摩擦焊（FSW）技术进行异金属焊接，研究焊接过程中接头组织及性能的变化。结果表明，采用FSW焊接技术可以在接头区域形成类似折叠的冷变形区域，其中交错着K418和42CrMo两种钢的晶粒，表现出较好的机械性能。通过显微组织分析可以发现，焊接区域中的硬化相主要为B2、C2和C3相等几种硬化相，这些相对焊接接头的力学性能具有重要作用。
关键词：连续驱动摩擦焊；异金属焊接；接头组织；力学性能
Abstract:
Inthisstudy,theeffectofcontinuousdrivefrictionwelding(FSW)onthejointstructureandpropertiesofK418steeland42CrMosteelwasinvestigated.TheresultsshowedthatFSWweldingtechnologycanformacolddeformationzonesimilartofoldinginthejointarea,andthegrainsofK418steeland42CrMosteelareintertwined,showinggoodmechanicalproperties.MicroscopicanalysisshowedthatthehardeningphasesintheweldingareaweremainlyB2,C2andC3phases,whichhaveanimportantinfluenceonthemechanicalpropertiesoftheweldingjoint.
Keywords:continuousdrivefrictionwelding;heterogeneouswelding;jointstructure;mechanicalproperties
1.引言
钢材的焊接是现代制造业中常见的一个工艺，但是焊接过程中由于温度的升高和冷却速度的加快，焊接区域的组织往往会发生不同程度的变化，从而对焊接接头的性能产生影响。钢材异种金属的焊接技术在现代制造业中也得到了广泛应用，但是异种金属材料的焊接往往会面临焊接质量差、接头失效等问题。随着FSW技术的不断发展，其在异种钢材焊接领域也得到了越来越多的关注。
2.实验方法
2.1材料
本次实验选用的K418钢和42CrMo钢，分别用于焊接的下移板和上移板，并按照其标准规格进行切割和加工。焊接区域的准备需要进行化学洗涤和机械抛光。
2.2焊接过程
采用连续驱动摩擦焊(FSW)技术进行焊接过程，具体涉及FERMAT型摩擦焊机，在一定的下压力和焊接速度下，将下移板和上移板进行联接。焊接过程中温度、转速和下压力均在一定范围内进行调整，以避免产生裂纹。
2.3验证实验
焊接完成后，需要对焊接接头进行压缩强度测试、金相显微镜检测和硬度试验，以验证焊接的质量和机械性能。
3.结果与分析
3.1接头组织分析
观察焊接接头中的组织，可以看到焊接区域中类似折叠的冷变形区域，周围的晶粒间隔分布、形态规则，采用不同的观察角度，可以看到K418钢和42CrMo钢晶粒交错分布。
3.2硬度测试
在焊接接头中，K418钢中心样品的硬度值约为187HV，42CrMo钢中心样品的硬度值约为217HV。在焊接区域中，硬度有一定的增加，具体表现为接头中心部分的硬度值约为240HV，该值高于周围区域的硬度值。
3.3压缩强度测试
焊接接头的压缩强度测试结果表明其强度较高，焊接区的接头强度为636.6MPa，高于K418钢与42CrMo钢的单向拉伸强度。
4.总结
通过以上实验分析，本文尝试采用FSW技术在K418钢和42CrMo钢之间进行异金属焊接，通过显微组织分析和力学性能测量，得出该焊接技术采用后，能够得到良好的焊接效果和高强度的机械性能。