试验工艺和条件试验材料试验所用超低碳钢厚度为0.8mm,奥氏体不锈钢厚度0.4mm,化学成分超低碳钢表面处理条件如所示。超低碳钢表面处理条件表面处理号钢种编号表面处理表面粗糙度/Lm表面质量钢板存放时间/a111去污粉擦洗冷轧样1.67有夹杂和凹坑1121三氯乙烷清洗,喷砂,三氯乙烷清洗,黑化黑化样1.72有夹杂和凹坑12同12冷轧样0.76较洁净0.53同12冷轧样1.25较洁净0.5.
点焊试验设备点焊试验所用点焊机为:
(1)日本产点焊机,具有预热功能,电极为方锥形 板状,电极直径45mm;
(2)上海电焊机厂S0432NT点焊机,电极为圆锥型,电极直径45mm.
点焊试验点焊试验工艺及剥离试验结果超低碳钢自身点焊性能好,点焊时不需采用复杂工艺措施。不锈钢因电阻率高(为低碳钢56倍),导热系数低(仅为低碳钢的".),一般采用的规范为小电流、大电极压力,加热时间稍短,焊接时能获得满意质量[3].当低碳钢与不锈钢焊接时,由于两种材料电性能、热性能上的差异,必然会导致各自温度场的不同,从而增加熔核偏移倾向。为了控制焊接时的飞溅,选用了较长焊接时间的规范。点焊工艺参数及剥离试验结果如所示。
分析与讨论金相组织分析超低碳钢与奥氏体不锈钢异种金属点焊时,由于两者材料成分上存在较大差异,点焊时焊核中化学成分扩散不均匀,点焊接头将会产生不均匀的混合组织。为合格焊点的横截面图。不锈钢和超低碳钢各自点焊时,熔核凝固组织一般为柱状晶组织[4],从可以看出,这两个异种金属焊接时,焊核组织很有特点。由于边部温度梯度大,焊核中仍然存在明显的柱状晶组织,尤其是在超低碳钢一侧。而在熔核中心,温度梯度小,成分偏析大,主要形成等轴晶。接头的组织从超低碳钢基材到奥氏体不锈钢基材也发生相应变化。
超低碳钢基材组织为铁素体和少量渗碳体,其热影响区为变形铁素体和少量渗碳体;焊核为马氏体和少量贝氏体,实际上焊核各部分组织并不一致;不锈钢热影响区为奥氏体和少量等轴渗碳体,不锈钢基材则为奥氏体组织。
焊点显微硬度分布从不锈钢经过焊点到超低碳钢(从左向右),整个焊接接头的显微硬度分布如所示,焊点硬度逐渐减少,在焊核上也是如此。充分体现了焊核中的成分和组织的不均匀性。靠近不锈钢一侧的部分焊核合金元素含量高于靠近超低碳钢一侧的合金元素含量。