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泡沫鋁的焊接-硬度測試及結(jié)論

硬度測試

實(shí)驗(yàn)2中，有一塊與母材相同的鋼板被放入爐內(nèi)，與爐內(nèi)焊件經(jīng)歷相同的熱循環(huán)過程。在實(shí)驗(yàn)分析階段，通過測定焊接前后鋼板布氏硬度的方法，評(píng)定焊接過程是否會(huì)影響母材性能。
測試前，用1000#砂紙磨去兩塊鋼板表面的氧化皮，且使試樣的上下表面平行。驗(yàn)使用的壓頭是直徑5.0mm的淬火鋼球，載荷為750kGf，加載時(shí)間為10s，每個(gè)試樣測量三個(gè)點(diǎn)。測試完畢后通過刻度顯微鏡測量壓痕直徑，然后根據(jù)式6-1計(jì)算硬度值。測得的壓痕直徑和響應(yīng)的計(jì)算結(jié)果見表6.1，其中1號(hào)試樣是未經(jīng)歷熱循環(huán)，2號(hào)試樣是實(shí)驗(yàn)2中放入的試板。

HB=P/F=2P/[πD(D-√D²-d²）]

P--施加載荷大小（單位：kGf）；F--壓痕的表面積（單位：mm²）
D--鋼球的直徑（單位：mm）；D--壓痕的直徑（單位：mm）。

                   表6.1布氏硬度 實(shí)驗(yàn)測得的壓痕直徑（單位：mm）
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試樣編號(hào)   第一個(gè)壓痕直徑   第二個(gè)壓痕直徑   第三個(gè)壓痕直徑   壓痕平均直徑    硬度值

1        2.19          2.32          2.26          2.257         177HBW5/750/30

2        2.33          2.40          2.55          2.427         152HBW5/750/30
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焊接過程會(huì)降低鋼板的硬度值，下降幅度為（177-152）/177x100%=14%
計(jì)算表明，焊接熱循環(huán)對(duì)鋼板硬度的影響程度較小，可以認(rèn)為焊接過程不構(gòu)成對(duì)鋼板性能的顯著損害。

通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出以下結(jié)論：

A.真空釬焊和氮?dú)獗Ｗo(hù)爐中釬焊是適合泡沫鋁/鋼的釬焊方法，在工藝適當(dāng)?shù)?條件下能得到質(zhì)量較好的釬焊接頭?；鹧驸F焊法不適合泡沫鋁/鋼的釬焊。

B.AI-Si釬料和Cu均能作為中間層材料用于泡沫鋁/鋼的釬焊，使用Al-Si釬料時(shí)，溫度585°C~600°C，保溫時(shí)間5~15分鐘條件下可得到較好的釬焊接頭。溫度和保溫時(shí)間具有互補(bǔ)作用。

C.泡沫鋁和大鋅花鍍鋅鋼很難通過接觸反應(yīng)釬焊法在無中間層的情況下形成接頭。

D.氮?dú)獗Ｗo(hù)爐中釬焊的冷卻速度大于真空釬焊的冷卻速度，對(duì)焊接質(zhì)量的影響與縮短保溫時(shí)間的影響相似。

E.焊接的熱循環(huán)過程不會(huì)對(duì)鋼板性能產(chǎn)生顯著損害。