激光焊接機焊縫微觀(guān)組織分析？
圖5-27焊縫斷面照片（x50)
激光焊接機焊接完成需要對焊縫進(jìn)行檢測和分析，以步改善焊接工藝，保正焊接成品滿(mǎn)足要求。焊縫的檢測主要有外觀(guān)檢測、強度檢測和微觀(guān)檢測等。外觀(guān)檢測觀(guān)察焊縫表面是否有孔洞、裂紋、咬邊、未焊透等明顯缺陷；強度檢測是根據零件的工作狀態(tài)分別進(jìn)行拉伸、彎曲、硬度、沖擊等試驗；微觀(guān)檢測采用金相分析來(lái)研究焊縫的成形、微觀(guān) 組織、測試得接區的顯微硬度分布等。
激光焊接機焊縫組織由焊縫成分和冷卻速度等因素決定。激光焊時(shí)，焊縫成分的不均均性決定了其組織有不均勻性，極快的冷卻會(huì )使組織細化，有助于提高焊縫性能。 圖5-27所示為激光雙面焊接金剛石鋸片的 焊縫斷面金相照片，自左至右存在幾個(gè)區域：刀頭基質(zhì)、熔化區、熱影響區、基體物質(zhì)區。圖5-28為刀頭基質(zhì)與熔化區交界處的掃描電鏡（SEM)照片。由于激光深熔焊的冷卻速度快，熔化區內為細密的 枝晶組織，熱影響區內存在淬火馬氏體組織。此外，在刀頭基質(zhì)與熔化區之間，存 在一個(gè)約10um厚的窄帶。
為進(jìn)一步研究焊縫組織，采用能譜分析(EPMA)測定了不同區域內Co和Fe的濃度，結果如圖5-29所示。由圖5-29可見(jiàn)，在熔化區內，Co和F1e的濃度分布相當均勻；而在窄帶內，從刀尖側到溶化區側，Co濃度急劇下降，Fe濃度急劇上升。這尋由于在激光煤溶池內，存在著(zhù)由表面張力梯度驅動(dòng)的對流流動(dòng)，且流動(dòng)速度很快（遠大于焊接速度），所以Co和Fe能得以混合均勻；而在刀尖基質(zhì)與熔化區的交界面上則存在一個(gè)熔池流動(dòng)邊界層，流動(dòng)速度很慢，在該層內質(zhì)量傳遞主要是通過(guò)擴散來(lái)實(shí)現的，所以Co和Fe的濃度梯度很大。窄帶就是這個(gè)熔池流動(dòng)邊界層固化的結果。
圖5-28刀尖基質(zhì)、熔化區和熱影響區的SEM照片 圖5-29不同區域內Co和Fe的濃度變化
圖5-30~圖5-33是用SEM掃描電子顯微鏡獲得的試件各部位的顯微結構。圖5-30所示為刀頭的顯微組織結構，有約10%的氣孔，平均氣孔尺寸為0.9um。圖5-31所示為基體的顯微組織結構，這里是回火馬氏體結構，并含有未熔化的碳，其尺寸約為0.8um。圖5-32所示為熱影響區(HAZ)的顯微組織結構。由于較快的冷卻速率，并且有很高的碳含量(質(zhì)量分數為0.36%),顯示為板條狀馬氏體組織，
條距為0.43um圖5-33a所示為焊縫的宏觀(guān)與徽觀(guān)組織，宏觀(guān)組織分成白色區與黑色區。為分析其顯微組織，對其成分進(jìn)行了測定。白色為8OFe-lONi-10Co,黑區為56Fe-22Ni-22Co。根據三元相圖，8OFe-1ONi-1OC0組分具有面心立方結構(FCC)與體心立方結構(BCC)混合組織，56Fe-22Ni-22Co則是面心立方結構(FCC)。圖5-33b顯示奧氏體面心立方結構的原因是含有大量Ni所致，保持到室溫時(shí)的凝固組
織。另一方面快速冷卻和一定數量Ni的存在，改善其淬透率，使圖5-33c具有芯片馬氏體。焊接金屬中奧氏體占30%.孿晶片狀馬氏體約為70%.
圖5-30 加刀頭顯微組織 圖5-31 基體顯微組織結構
圖5-34所示為掃描電子顯微鏡成像及主要元素的線(xiàn)性?huà)呙鑸D。其結果表明，各元素沒(méi)有完全相互混合，發(fā)現有富鈷區與富鎳區的存在，這主要是由于焊接金屬快速冷卻及液相鈷與 液相鎮之間表面張力不同所致。
圖5-32熱影響區顯微組織結構
X射線(xiàn)衍射分析也是分析焊縫顯微組織的一種方法，它能確定焊接金屬的相結構。對上述試驗試件采用晶體單色CuKa靶以5°/m的掃描率進(jìn)行X射線(xiàn)衍射分析，圖5-35顯示了其相結構。結果表明，在焊接
圖5-33焊縫宏觀(guān)與徽觀(guān)組織
a)焊縫組織 b)白色區域放大 c)黑色區域放大
激光焊接機金屬中沒(méi)有發(fā)生相位轉變。焊接金屬中體心立方晶格峰值強度高于面心立方晶格峰值強度，故焊接金屬中體心立方晶格是主要相位。這是由于面心立方晶格與體心立方晶格差值所致。根據上述分析.焊接金屬中主要相是孿品狀馬式體。
圖5-34掃描電子顯微鏡成像及主要元素的線(xiàn)性?huà)呙鑸D
星鴻藝激光焊接機產(chǎn)品介紹：http://www.fashion99.cn/goods/alllist_2.html 咨詢(xún)電話(huà)：0755-23002029