《电焊机》杂志2024年第11期特别专题
序言
PREFACE
专题主编 | 赵军军
浙江巴顿焊接技术研究院先进焊接工程应用中心副主任，博士，硕导，中国机械工程学会表面工程分会委员，中国机械工程学会焊接分会堆焊及表面工程专业方向副主任兼秘书长。先后任职于装甲兵工程学院、山东京泰机械装备再制造有限公司等单位，长期从事堆焊、表面工程和再制造工程等专业方向的教学科研和生产实践工作。主持并参与国家自然科学基金、科技部重点专项、国防预研等项目十多项;获军队科技进步二等奖1项，3等奖2项；授权发明专利2项，参与编写2部专著和1部教材，发表论文百余篇。
浙江巴顿焊接技术研究院介绍
浙江巴顿焊接技术研究院是由浙江金蛋科技有限公司、乌克兰国家科学院巴顿焊接研究所、杭州市萧山区人民政府三方于 2020年年初共建的民营非企业机构。研究院是乌克兰巴顿焊接研究所在中国合作范围最广、合作层次最高的海外分支机构，乌克兰巴顿所向本单位开放其全部的科研能力和人才体系。研究院重点围绕航空航天、能源动力等高端装备制造领域，充分挖掘乌克兰巴顿焊接研究所的技术优势，通过引进乌克兰巴顿焊接研究所的先进技术、领军型人才团队及其他国内外技术带头人，建设具有国际视野的前沿材料加工、焊接与表面工程技术的研发机构和技术示范平台，从事关键与共性技术创新、技术推广、人才培育、成果产业化工作，促进创新链、产业链、资金链融合，进一步提高工业企业的科技生产潜力和技术水平，助力我国在高端装备制造领域实现自主创新研发。
研究院现有中乌双方技术人员30余名，包括3名院士和多名教授。引进乌克兰巴顿所先进焊接和表面工程设备9台套，具备47项先进技术成果转化能力。拥有焊接与表面工程相关的基础检测分析设备30余台，建成一个省级工程研究中心，承担多项省部级科研项目的研究，被浙江省科技厅认定为“2021年度省级国际联合实验室”。
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本期论文速递（二）
我们将18篇优秀专题论文（分六期）全部推送给大家，欢迎大家自行获取阅读。
THESIS
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TC4表面脉冲等离子填丝-送粉熔覆WC/Ti组织及强韧性研究
ONE
摘要
为提升全钛部件表面耐磨及耐冲击性能，以WC颗粒和TC4焊丝作为熔覆材料，采用脉冲等离子填丝-送粉熔覆技术在TC4钛合金表面制备WC/Ti复合层。通过试验获得其中最优WC/Ti的比例，并研究其对熔覆层硬度及强韧性的影响，分析了WC/Ti熔覆层金相组织形貌、显微硬度、冲击韧性、熔覆层与基材结合强度。试验结果表明，通过优化工艺参数，获得表面呈现亮黑色、内部无冶金缺陷的WC/Ti熔覆层，熔覆层主要由 WC、TiC、W2C等相组成，在WC颗粒周围产生了以TiC相为主的强化组织。当送丝速率为1.4m/min，送粉速率为18g/min时，熔覆层表面硬度达到51.9HRC，是TC4基材的1.5倍以上。冲击韧性测试结果表明，熔覆层在室温下具有一定的抗冲击性能，侧向冲击吸收功平均值为10.6J。熔覆层与基材的结合强度达到616.03MPa，远超工程指标450MPa。脉冲等离子熔覆技术可以有效制备WC/Ti复合层，提升TC4钛合金表面的耐磨性和冲击韧性。
关键词
脉冲等离子熔覆；WC/Ti熔覆层；显微组织；冲击韧性；结合强度
结 论
采用脉冲等离子熔覆技术在TC4钛合金表面制备WC/Ti复合层，并探究其对材料性能的影响，为提升钛合金部件耐磨性提供了一种有效方法。
THESIS
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低碳钢表面电弧熔覆制备铜基复合涂层组织与性能研究
TWO
摘 要
为研究电弧熔覆技术在低碳钢表面制备铜基熔覆层的效果，并探讨不同合金元素（Co、Cr、Ti、Mn）对熔覆层组织和性能的影响，以提升其在工程领域的应用价值。采用MIG机器人在Q345钢表面分别熔覆硅青铜实心焊丝和四种不同成分的药芯焊丝，制备Cu-Co、Cu-Cr、Cu-Ti、Cu-Mn、Cu-Si五种铜基熔覆层。通过XRD、SEM、EDS等手段对熔覆层的物相组成、微观组织和元素分布进行分析，并测试其硬度和摩擦磨损性能。研究表明，Cu-Co熔覆层界面结合良好，未出现MUZ区域，组织过渡均匀；Cu-Cr熔覆层中出现大量片状析出相，界面不平直；Cu-Ti熔覆层顶部存在大量金属化合物（铁钛、铜钛）；Cu-Mn 熔覆层顶部主要由Fe基固溶体和Cu基固溶体组成；Cu-Si熔覆层主要由α-Cu和富Fe相组成。Cu-Ti合金熔覆层硬度最高，Cu-Mn合金熔覆层硬度较为平稳。在摩擦磨损试验中，Cu-Co合金熔覆层表现出优异的耐磨性，摩擦系数低且磨损量小。添加Co元素能够有效消除熔覆层与低碳钢界面处的MUZ区域，并获得良好的组织过渡；添加Mn元素能够提升铜基熔覆层的硬度并改善其耐磨性；Cu-Co合金熔覆层具有优异的综合性能，建议优先选择。
关键词
电弧熔覆；铜钢复合熔覆层；Q345钢；力学性能；耐磨性
结 论
本文采用电弧熔覆技术，在Q345低碳钢表面制备了不同合金元素（Co、Cr、Ti、Mn）改性的铜基熔覆层，并对其微观组织和性能进行了系统研究。主要结论如下：
（1）所有铜/钢复合熔覆层的界面均未发现渗透裂纹，实现了良好的冶金结合。添加Co元素促进了熔池混合，Cu-Co熔覆层界面处未出现MUZ（熔化未混合区），其余三组均出现MUZ。Cu-Co熔覆层顶部主要由α-Cu以及球状Fe-Co相组成；Cu-Cr熔覆层顶部主要由α-Cu以及球状富Cr相组成，富Cr相分布均匀；Cu-Ti熔覆层顶部主要由α-Cu相以及大量的金属化合物（铁钛、铜钛）组成；Cu-Mn熔覆层顶部主要的组织有Fe基固溶体、Cu基固溶体。Cu-Si熔覆层主要由α-Cu以及富Fe相组成，同时富铁相数量较少。
（2）通过添加不同合金元素可以不同程度提升铜基熔覆层的硬度。Cu-Mn合金熔覆层相比其他合金熔覆层硬度较为平稳。Cu-Ti熔覆层硬度最高，但存在界面处硬度突变现象。Cu-Mn熔覆层硬度较为平稳，且高于S211硅青铜焊丝制备的熔覆层。Cu-Co熔覆层硬度也较为平稳，略低于Cu-Mn熔覆层，但高于S211硅青铜焊丝制备的熔覆层。
（3）所有熔覆层的摩擦系数均低于S211硅青铜焊丝制备的熔覆层。Cu-Co熔覆层表现出优异的耐磨性，磨损量最低。Cu-Ti熔覆层耐磨性较差，磨损类型主要为疲劳磨损。Cu-Mn熔覆层耐磨性中等，磨损类型为粘着磨损和磨粒磨损并存。Cu-Si熔覆层耐磨性较差，磨损类型主要为粘着磨损。
（4）添加Co元素能够有效消除界面处MUZ区域，并获得良好的组织过渡和较高的硬度。添加Mn元素能够获得平稳且较高的硬度，但耐磨性较差。Cu-Co熔覆层综合性能最佳，建议在Q345低碳钢表面制备铜基熔覆层时优先考虑使用Cu-Co药芯焊丝。
THESIS
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Ni60激光熔覆涂层成形行为与微观组织分析
THREE
摘 要
采用激光熔覆技术在Q235钢基体上制备Ni60涂层，探究了激光功率和熔覆速度对涂层成形质量及其微观组织的影响。结果表明，激光功率和熔覆速度改变了熔池温度和流动性，进而影响涂层表面成形质量和微观组织。随着激光功率的增加，涂层表面成形质量改善，缺陷减少，这主要归因于激光能量的增加促进了更充分的熔化和更好的熔池流动。此外，结合区的厚度随激光功率的增加先增大后降低。较低的熔覆速度有利于获得表面成形质量良好的涂层。然而，随着熔覆速度的提高，涂层中开始出现气孔等缺陷，这是由于熔池冷却速度过快，未能充分熔合所致；结合区的厚度未发生明显变化，其组织发生一定程度的松散和粗化。
关键词
激光熔覆；工艺参数；成形质量；微观组织
结 论
本研究选用Q235钢为基体材料，Ni60合金粉末作为熔覆材料，研究了不同激光功率及熔覆速度对涂层成形质量及微观组织的影响，结论如下：
伊达新技术电源(昆山)
有限公司
南通振康焊接机电
有限公司
宁波贝德尔电讯电机
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北京金威焊材有限公司
南京奇霍科技有限公司
↑ 2024年第11期杂志品牌合作方
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END
来源：《电焊机》杂志2024年第11期
