摘要：为解决高氮钢熔焊过程中由于气孔缺陷以及氮流失所引起的接头力学性能下降的问题,针对6.5 mm厚的高氮钢板开展了超声辅助激光-电弧复合焊接研究。通过对不同超声功率条件下所获得的接头组织和性能分析发现:熔池中超声能量的导入使其流动状态发生了改变,提高焊缝的熔合比,但过高的超声功率会导致焊缝表面质量的恶化;超声的空化作用使得气孔缺陷随超声功率的增加呈现先减少后增加的趋势,但超声振动的加入对焊缝氮含量的影响并不显著;超声振动可以抑制粗大树枝晶的生长,改变晶粒生长取向,细化组织,显著地提高了柱状晶区的显微硬度;随着超声功率的增加,焊缝抗拉强度和冲击韧度均呈现先升后降的趋势;拉伸强度受气孔和组织的共同影响,而晶粒细化可以改善焊接接头的断裂方式,提高焊缝韧性。与未加入超声振动时相比,当施加的超声功率为160 W时,焊缝中气孔显著减少,晶粒得到了细化,使得拉伸强度提高了3.97%,冲击韧度提高了10.8%。

关键词：高氮钢 复合焊接 超声振动 微观组织 力学性能 

单位：长春理工大学机电工程学院; 长春理工大学国家国际科技合作基地(光学)