液相分离对T2紫铜/316L不锈钢接头组织及性能的影响

• 作者: 朱元皓 董红刚 吴宝生 郭柏征 李鹏
• 来源期刊: 焊接学报
• 学科: 工学
• 关键词: 铜/钢异种金属 钨极氩弧焊 微观组织 力学性能 液相分离
• 年，卷（期）: 2021,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 14-21,89
• 页数: 9页
• 分类号: TG401
• 语种: 中文
• DOI: 10.12073/j.hjxb.20210506002

摘要

采用钨极氩弧焊填充纯铜焊丝进行T2紫铜/316L不锈钢异种金属焊接工艺试验,分析了接头微观组织的形成机制.结果 表明,使用纯铜焊丝时,铁-铜液相分离对铜/钢焊缝组织的形成起主导作用.以铜为基体的焊缝中分布着大量由铁一铜初次液相分离形成的富铁球,在其内部还分布有标志着铁一铜二次液相分离的富铜相.富铁球内的析出相在表面能梯度和密度差的作用下,向富铁球中心呈球状聚集.由于成分和所处区域的冷却速率不同,富铁球呈现不同的形貌.基于熔池边界凝固理论,分析了接头铜/钢界面未混溶区宏观偏析机制.填丝焊时,熔池边缘形成非等温边界.纯铜焊丝制备接头铜/钢界面处液态钢母材的温度高于熔池主体,导致岛状和半未混溶区的形成.接头的铜侧存在由粗大晶粒和正常尺寸晶粒组成的软化区,拉伸试样均断裂于此,抗拉强度达到铜母材的81.7％.创新点:(1)填充纯铜焊丝得到了无缺陷的铜/钢钨极氩弧焊接头.(2)利用Fe-Cu液相分离理论解释了铜/钢焊缝组织的形成机制.(3)利用熔池边界凝固理论解释了接头界面未混溶区的宏观偏析机制.