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随着现代发动机向高速、重载方向的发展,铝-钢复合滑动轴承因强度高、导热性好、价格便宜的优点越来越多的替代锡基和铜基合金轴瓦被广泛应用于乘用车上。为了进一步提高铝基合金层与钢背之间的结合强度,以及拓展铝基合金层在厚壁钢背上覆合的新工艺。本文以CMT电弧沉积的工艺方法,分别以Al-Si系、Al-Zn系焊丝为电弧沉积材料,进行了铝基合金-钢背双金属层的电弧沉积实验,系统研究了Al-Si系、Al-Zn系铝基合金焊丝在Q235钢板上单层单道电弧沉积特性,观察并测量了电弧沉积所得焊缝的外观、气孔率、接触角α以及熔宽的变化。在此基础上,研究了上述两种铝基合金焊丝在Q235钢板上的单层多道电弧沉积特性,以及焊缝的显微组织和力学性能进行研究。此外,本文还对Al-Sn合金在Q235钢板上的单层多道电弧沉积特性也进行了初步探索。实验结果显示,对于Al-12Si/钢异种金属间电弧沉积而言,焊接速度60 cm/min,干伸长4.0 mm,焊接电压Avp为90%Ux,焊接电流50 A为进行单层单道焊的优选电弧沉积参数。用这组参数电弧沉积所得到的焊缝宽度均匀,外表光亮,与钢板的结合良好,剪切强度高,但焊缝内部仍存在较多的气孔,且焊缝与钢板间的润湿性较差,“接触角α”小于90°。如果进行单层多道焊接,摆焊幅度3.0 mm,摆焊频率2.5 Hz,焊接速度30cm/min,干伸长4.0 mm,焊接电压Avp为90%Ux,焊接电流65 A则是优选的焊接参数。此时所得到的焊缝不仅外表光亮,焊缝铺展性能良好,焊缝与钢板间的“接触角α”大于90°,与钢板无明显开裂现象,结合强度高。由于“摆焊”工艺的加入,气孔率得到明显下降。进行Al-12Si/钢单层多道电弧沉积时,当焊接电流为50-55 A时,由于焊接热输入较小,第二道焊缝与前一道焊缝重合部分仅存在着微区熔化,此时进行单层多道焊的最佳平移距离为0.8-1.0倍焊缝宽度。当焊接电流在55-70 A之间时,由于焊接电流较大,既没有引起焊缝与钢板间产生明显的开裂现象,同时又能使后一道焊缝与前一道焊缝间产生较大区域的熔化与重合,因而最佳平移距离可以控制在0.6-1.0倍焊缝宽度范围内。对于Al-4Zn/钢异种金属间电弧沉积而言,焊接速度60 cm/min,干伸长4.0 mm,焊接电压Avp为90%Ux,焊接电流50 A为进行单层单道焊的优选焊接参数。所得到的焊缝宽度均匀,外表光亮,无明显的气孔,与钢板的结合良好,剪切强度高。在采用摆焊工艺时,优选的工艺参数则是:摆焊幅度3.0 mm,摆焊频率2.5 Hz,焊接速度30 cm/min,干伸长4.0 mm,焊接电压Avp为90%Ux,焊接电流65 A。在优选的工艺下所获得的焊缝宽度均匀,外表光亮,与钢板无明显开裂现象,结合良好。然而对于Al-4Zn/钢异种金属间电弧沉积,Al-4Zn焊丝中Zn元素的存在对其电弧沉积特性具有不利的影响,无法通过摆焊工艺参数实现单层多道焊。Al-12Si在钢板进行表面电弧沉积所得焊缝处IMC层厚度不均匀,靠近钢一侧IMC层呈平直状,靠近铝侧呈锯齿状,说明其生长方向是从界面向铝侧生长。Al-4Zn在钢板进行表面电弧沉积的焊缝界面上,IMC层在靠近铝侧区域呈现平直微区形貌,而靠近钢侧则呈锯齿状生长。在铝锡合金的电弧沉积实验中,用先铺锡粉的工艺所获得的铝-锡合金区较薄,且锡粉板结现象严重,电弧沉积层中Al与Sn不能完全混合。相比之下,用先电弧沉积锡层的工艺所得电弧沉积层中Al和Sn混合均匀,铝-锡合金区厚度达到毫米尺度。不过从总体上,本文对于An-Sn合金的电弧沉积工艺仅仅是初步的探索,具有实用化前景的工艺方法尚未形成,还有待于更深入细致的研究。