硬質合金與鋼MIG焊組織及性能研究.pdf

1、　　硬質合金由高強度的碳化物和粘結相構成,具有高強度、良好的耐磨性和較好的韌性、耐熱、耐腐蝕等性能,尤其是硬質合金的高溫強度及其在液態(tài)介質中的耐蝕性能和化學惰性,使其在工業(yè)中廣泛應用。目前,關于硬質合金焊接的研發(fā)工作已經廣泛開展,在工業(yè)中多種不同的焊接方法得到應用,但都還存在一些缺點和不足,并且硬質合金在焊接的過程中,容易在硬質合金/焊縫界面產生脆硬的缺碳η相,使焊接接頭容易產生裂紋。
　　本文采用機器人MIG焊接方法對低粘結相

2、硬質合金和304不銹鋼進行焊接試驗,采用 1.2mm 的純 Ni 焊絲作為填充材料。一方面機器人焊接可以提高焊接生產效率,有利于工業(yè)生產需要；另一方面,在硬質合金/焊縫界面,WC溶解過程中, W、C原子向焊縫中擴散,同時焊縫中的Ni替代W形成(W, Ni)C,即在界面區(qū)域形成W-Ni-C三元平衡系統(tǒng),通過相圖分析,發(fā)現(xiàn)與W-Co-C或W-Fe-C三元平衡系統(tǒng)相比,W-Ni-C平衡系統(tǒng)中產生η相的區(qū)域要小得多,Ni的添加可以有效抑制η相的

3、形成。通過焊接試驗,得到并優(yōu)化機器人 MIG 焊的工藝參數(shù),同時對焊接接頭進行分析,觀察分析焊接缺陷,通過掃描電鏡、XRD物相分析、電子探針能譜元素分析、顯微硬度測試,對硬質合金/焊縫界面進行顯微組織、成分及元素擴散分析,得到以下結論：
　　1、采用機器人MIG自動焊方法焊接低粘結相硬質合金與304不銹鋼,需嚴格控制焊接熱輸入,以避免發(fā)生碎裂情況。對于2mm和4mm厚試樣,通過選擇合理的工藝參數(shù),可以在無預熱和后熱的情況下得到成

4、形、力學性能俱佳的焊縫；
　　2、在焊接過程中,硬質合金/焊縫界面發(fā)生擴散行為,W、C、Ti和Ni等元素由硬質合金向焊縫中擴散,打破 W-Ni-Ti-C 平衡體系,形成缺碳的 η 相；而焊縫中的Ni也同時向硬質合金一側擴散,抑制平衡體系的移動,抑制η相的形成；
　　3、發(fā)現(xiàn)WC的長大和溶解現(xiàn)象,在溶解的WC晶粒周圍是η相形核長大的集中區(qū)域,WC溶解促進η相的生成；
　　4、焊接接頭冶金結合良好,硬質合金/焊縫硬度