软铁弹带TIG堆焊工艺对比研究

针对铜弹带TIG堆焊过程容易出现界面渗透裂纹等缺点,选用软铁代替铜作为弹带的堆敷材料,采用冷丝TIG焊、新设计的热丝TIG焊及振动焊丝TIG焊在炮弹20#钢基体上进行软铁堆焊试验。冷丝焊接送丝速度为1.3 m/min,热丝焊接大幅提高送丝速度,达到1.8 m/min;振动焊接达1.6 m/min,降低电流10 A.相对于冷丝焊接,热丝焊接使连接界面及堆焊层晶粒长大,振动焊接的破碎作用使界面及堆焊层晶粒变细。振动焊接使软铁堆焊层的平均硬度降到HV160,比其他两种方法降低HV15左右。连接界面处的强度值高于炮弹基体本身的强度。实弹发射效果良好,表明了软铁能代替铜作为弹带的堆焊材料。

软铁弹带TIG堆焊工艺及组织性能研究

针对炮弹钢基体表面堆敷铜合金时存在泛铁问题等不足,创新性地提出用软铁代替铜合金作为堆焊金属,开展了纯铁弹带TIG堆焊工艺的研究。主要针对软铁弹带的力学性能和软铁堆焊的界面组织特征进行了深入研究。研究表明:与铜/钢堆焊形成的铜弹带比较,软铁弹带的硬度值大约为170 HV,剪切强度约为280 MPa,与铜弹带的力学性能相差不大。软铁堆焊界面上靠近熔合线的热影响区为马氏体组织,熔合线不明显,有基体合金熔化进入堆焊层,堆焊层为先共析铁素体和贝氏体类型组织,同时发现基体中的碳等合金元素也进入界面层。采用软铁作为堆焊金属可降低堆焊弹带的热裂纹倾向,避免了堆焊过程中因铜渗入钢基体而导致的晶间渗透裂纹。经过堆焊工艺优化实现了界面层组织结构的优化,最终获得了理想的纯铁弹带。