鎢電極-熔化極間接電弧焊的接頭組織

鎢電極-熔化極間接電弧焊的接頭微觀組織如下：

一、宏觀組織

采用光學(xué)顯微鏡對接頭的宏觀組織進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)基體和堆焊金屬界限明顯，鋼基體熔化量很少，不能與銅合金堆焊金屬大量混合。整個(gè)接頭可以分為熔覆金屬區(qū)，界面區(qū)以及基體區(qū)。

二，微觀組織

1、熔覆金屬區(qū)

鎢電極-熔化極間接電弧焊的熔敷金屬微觀組織中絕大部分為胞狀晶結(jié)構(gòu)，晶界處零星分布著球形或須狀的黑色顆粒相。能譜顯示這些胞狀晶組織為Cu基固溶體，其成分原子百分比為Cu93.94Si6.06，黑色相主要含有Fe，Si元素，Fe，Si摩爾比為2:1，根據(jù)Fe-Si相圖可推斷該零星分布黑色相為FeaSi化合物。因此整個(gè)堆焊層組織為Cu基固溶體+零星的Fe2Si。焊絲熔化后形成的熔滴在工件表面堆積鋪展，工件未受電弧直接作用，只有在熔滴下落位置處出現(xiàn)

工件的少量的熔化，因此在熔敷金屬中鐵元素含量低，隨著焊槍的移動(dòng)，液態(tài)熔敷金屬溫度逐漸下降并開始凝固，少量的Fe與Si相接觸，優(yōu)先形成Fe2Si化合物，最后以球狀或須狀滯留在Cu基固溶體的晶界處。該熔敷金屬組織由于存在Fe2Si相，而使得熔敷金屬區(qū)的性能得到增強(qiáng)。

2、界面區(qū)

界面區(qū)的微觀組織對于鎢電極-熔化極間接電弧焊的堆焊接頭強(qiáng)度影響很大，界面區(qū)呈現(xiàn)十分復(fù)雜的以界面區(qū)中心向界面區(qū)兩側(cè)發(fā)展的對稱多層結(jié)構(gòu)。從中間到兩側(cè)，除了在凹坑兩側(cè)附近存在的Fe-Cu混合區(qū)外，界面區(qū)越來越薄，組織越來越簡單。

此外，混合區(qū)中組織形成主要是由被擠出微坑的Fe與Cu混合的結(jié)果。在液相分離作用下，混合區(qū)由Fe3Si (L)，Fe3Si (S)，ε-Cu固溶體組成。由于鎢電極-熔化極間接電弧焊，電弧不作用于工件表面，只靠熔滴傳遞熱量形成接頭，因此當(dāng)遠(yuǎn)離界面中心時(shí)，熱量己經(jīng)不足以熔化鋼基體母材了，在該位置，鋼基體只能溶解形成Fe溶解層，該層通過Si原子的擴(kuò)散形成了簡單的α-Fe固溶體單層結(jié)構(gòu)。

3、基體熱影響區(qū)

鎢電極-熔化極間接電弧焊焊接時(shí)鋼熱影響區(qū)上隨距熔敷金屬區(qū)的遠(yuǎn)近不同，熱影響區(qū)各位置所經(jīng)歷的焊接熱循環(huán)也不同，整個(gè)熱影響區(qū)分為3個(gè)組織和性能均不相同的區(qū)域：粗晶區(qū)，細(xì)晶區(qū)，不完全重結(jié)晶區(qū)，介于母材和熱影響區(qū)之間的碳化物偏析區(qū)。粗晶區(qū)一般在固相線以下1100°C左右，奧氏體發(fā)生嚴(yán)重長大，冷卻后獲得晶粒粗大的馬氏體組織，由于該區(qū)的冷卻速度較低，因此在晶界處還析出了貝氏體組織。細(xì)晶區(qū)位于900-1100°C溫度之間，完全奧氏體化后，未經(jīng)過度長大就冷卻形成馬氏體組織和晶界鐵素體。在不完全重結(jié)晶區(qū)，在沒有完全奧氏體后直接冷卻形成局部的馬氏體和殘余的未經(jīng)奧氏體化的鐵素體和滲碳體，該區(qū)對組織性能影響很大。但由于是在鋼表面熔敷銅金屬，因此不會對界面強(qiáng)度造成太大的影響。