钢激光表面淬火后的固相焊接

对钢试样待连接端面进行激光表面淬火预处理后认真清洗,再将两个试样的端面对接置于压接试验装置内并施加一定的预压应力,升温至一定温度,短时保温后以一定的应变速率恒温压接2～5 min,即可实现40Cr-40Cr、40Cr-T10的固相连接,接头拉伸强度可达母材40Cr钢的强度.试验表明,影响固相焊接效果的主要因素是:钢的激光淬硬层层深及激光束扫描方式,压接面表面洁净度和粗糙度,压接温度,压接应变速率,以及压接时间、预压应力等.在本文试验条件下,若以接头强度与40Cr母材强度之比值在0.9以上为焊接良好的标准,则40Cr-T10固相焊接的主要相关参数为:淬硬层深≥0.35 mm且层深分布均匀;表面粗糙度Ra≤1.6 μm;压接温度720～780℃;应变速率10-4～10-3 s-1;预压应力40～60 MPa.分析表明,钢在激光表面淬火后获得的超细晶粒非平衡组织,在一定温度、压力、变形速率下极易发生塑性或超塑性流变、相变、再结晶等物理化学变化,并伴随有明显的原子扩散,这是在短时间内实现界面两侧材料固相连接的主要原因.(OE25)