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半导体激光焊接85Cr17与0Cr18Ni9不锈钢的性能

2013.04.09 483 字号
 高碳马氏体不锈钢85Cr17具有高的硬度、强度和耐磨性,但由于高的含碳量和相对较低的含铬量,其耐蚀性低于其它类型不锈钢,这类钢常用于高负荷和耐大气腐蚀的环境下。由于焊后形成脆硬的马氏体组织,其淬硬倾向和裂纹敏感性都很大,所以焊接性较差。奥氏体不锈钢0Cr18Ni9具有优良的耐蚀性和力学性能,焊接性能良好。为了充分发挥两者的优点,需要把他们焊接在一起。但这两种不锈钢的线膨胀系数、导热率等物理性能和化学成分上差异较大,使得用传统焊接工艺很难实现他们的良好连接。激光焊由于具有能量密度高、焊接穿透能力强、热影响区小、焊接变形小、焊接速度快等优点,特别适合焊接特殊难焊的同种或异种金属,在焊接生产中具有很大的应用潜力。近年来采用高功率激光器进行焊接已受到国内外广泛关注。
 
  国内外对低碳马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢的焊接研究较多,而对高碳马氏体不锈钢和奥氏体不锈钢的对接焊研究甚少。本文采用半导体激光器作为焊接热源,对85Cr17与0Cr18Ni9实施异种不锈钢对接焊,并对焊接接头微观组织及性能进行分析。
 
  实验前对母材焊接表面打磨,除去其表面杂物与油渍,然后清洗。激光器采用LDF40022000型大功率半导体激光器,其输出波长为900~1030nm,最大输出功率2000W,采用对接接头,氩气保护,焊后缓冷。激光焊参数为:焊接速度v=5mm/s,离焦量△f=-1mm,激光功率P分别为700、800和900W。
 
  利用半导体激光焊工艺实现了85Cr17与0Cr18Ni9的对接焊,接头成形良好,满足使用要求。焊缝中心区组织主要呈等轴晶,近中心区为柱状晶与树枝晶的混合组织,焊缝边缘区为柱状晶组织。0Cr18Ni9侧热影响区较窄,85Cr17侧热影响区较宽,85Cr17侧热影响区是接头的薄弱区域。焊接接头的显微硬度在焊缝和85Cr17侧热影响区交界部位最高,为576HV0.2。拉伸试样均断在85Cr17侧热影响区,为韧窝断裂,未焊透时,焊接接头抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的88%,焊透时,抗拉强度达到0Cr18Ni9母材的95%以上。(以上由金属激光切割机编辑整理,详情见 http://www.gnlaser.com/?fproducts)