独立焊接磨齿型双金属带锯条热处理及电阻点焊工艺研究

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双金属带锯条是金属切割加工必备的高效工具,被喻为“工匠之手”,主要用于切割各种钢材和有色金属,具有切割精度高、表面质量好、切割效率高等特点,广泛应用于机械制造、模具加工、轨道交通、航空航天等制造领域。论文针对传统双金属带锯条的生产工艺存在的齿材高速钢利用率低,齿背材整体热处理难以兼顾两者的不同工艺要求的问题,基于独立焊接磨齿新工艺,开展了对新型齿材ASP2051高速钢颗粒的热处理及其后与背材B318高强度钢电阻点焊工艺研究。论文取得的主要研究结果如下:(1)通过系列的淬、回火实验研究,探索了ASP2051高速钢的淬火温度及后续回火温度对其组织与性能影响规律,表明淬火温度低于1190℃时,高速钢中的M6C型碳化物不能充分固溶,淬火温度高于1230℃后,会导致晶粒尺寸明显长大。在1210℃淬火温度下,可实现ASP2051钢二次碳化物的充分固溶同时保持较细的晶粒度。回火过程中,回火温度低于570℃时,残余奥氏体无法完全转变,二次碳化物的析出数量也较少,回火温度高于570℃时,会导致M2C碳化物的溶解。在570℃+30min三次回火后,可实现最佳的二次硬化效果,硬度达到902HV。(2)通过对比高速钢颗粒镀镍与无镀镍焊接的实验研究,表明镀镍能有效提高颗粒的导电性能,避免高速钢颗粒与电极之间发生电阻放热现象。同时,镀镍可明显减少焊接时焊接接头的空洞及缺陷。(3)通过系列焊接实验研究,探索了电阻点焊工艺参数对ASP2051颗粒/B318高强度钢焊接接头性能与失效模式的影响,发现焊接接头在剪切作用下,热输入量决定了其失效模式,当热输入量较低时,焊接界面强度较低为界面断裂,热输入量较高时,高强度钢软化区的强度下降导致热影响区断裂。而当焊接界面强度和软化区强度相近时,为最佳热输入值,焊接接头强度最高。结合正交分析的方式,最佳的焊接工艺为焊接电流900A,焊接压力100N,焊接时间100ms;基于最佳工艺参数,采用焊后的400℃+30min退火工艺,可得到性能均匀、适合与后续加工的焊接接头。
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