超高強(qiáng)度耐磨板40CrNi2Si2MoVA激光焊接組織和性能研究

  40CrNi2Si2MoVA(300M)耐磨板是一種性能優(yōu)良的超純凈高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)耐磨板,具有綜合的延展性、剛性和韌性,高的耐疲勞性和蠕變性能,是制造飛機(jī)起落架等航空鍛件的重要結(jié)構(gòu)材料。激光焊接是一種利用高能量的激光束對材料進(jìn)行局部加熱,激光輻射的能量通過熱傳導(dǎo)向材料的內(nèi)部擴(kuò)散,將材料熔化后形成特定熔池以達(dá)到焊接的目的新型的焊接方式,激光焊深寬比高,焊縫寬度小,熱影響區(qū)小、變形小,焊接速度快,焊縫平整、美觀,焊后無需處理或只需簡單處理,焊縫質(zhì)量高,無氣孔,可精確控制,聚焦光點(diǎn)小,定位精度高,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。目前,對40CrNi2Si2MoVA耐磨板焊接多是采用真空電子束焊接、TIG或MIG等焊接而成。而該耐磨板的激光焊接報(bào)道較少,對40CrNi2Si2MoVA耐磨板用CO2激光進(jìn)行了焊接處理,著重分析了該耐磨板激光焊接接頭的組織及力學(xué)性能。

  采用線切割40CrNi2Si2MoVA耐磨板制備焊接試樣,試樣尺寸為55mm×20mm×1mm。焊接工藝參數(shù)為:焦距315mm,光斑直徑1mm,輸出功率1.6kW,掃描速度150(mm.min-1),保護(hù)氣體為氬氣。

  超高強(qiáng)度耐磨板40CrNi2Si2MoVA激光焊接焊縫中心區(qū)組織為等軸晶,近中心區(qū)為小柱狀晶,邊緣區(qū)為柱狀樹枝晶與粗大柱狀晶,熔合區(qū)為柱狀晶、胞狀晶。HAZ主要組織為板條馬氏體、島狀馬氏體、貝氏體及少量殘余奧氏體。焊縫區(qū)平均硬度595HV,硬度最大值在HAZ,其值為637HV;從HAZ到基材硬度值下降顯著;焊接接頭沖擊韌度為54.5J/cm2。試樣拉伸斷裂部位發(fā)生在靠近焊縫基材區(qū),拉伸斷口為韌窩斷口,其抗拉強(qiáng)度值和母材拉伸強(qiáng)度值相當(dāng),平均值為1607.8MPa;從焊縫中心區(qū)到基材區(qū),焊接殘余應(yīng)力先增大,后減小,變化顯著。