镍层厚度对采用新型V/CuCrZr/Ni复合层的激光焊接技术形成的TC4/304不锈钢异种接头微观结构及性能的影响

《Welding in the World》：Effect of Ni layer thickness on the microstructure and properties of dissimilar TC4/304 SS joint using laser welding with a novel V/CuCrZr/Ni composite layer

采用激光金属沉积技术，在304不锈钢和TC4合金两侧分别沉积镍和钒夹层，并与轧制CuCrZr板复合形成夹层。研究不同厚度镍夹层（0.5mm和1mm）对TC4/304不锈钢对接焊缝形貌、微观结构及力学性能的影响。结果表明，1mm镍夹层接头强度达451.2MPa，延伸率2.8%；随厚度增加，304侧FZ-2区铜含量从12.66%升至55.33%，未熔CuCrZr区铁和镍含量增加，有效增强固溶强化效果，且未形成Fe-Ti金属间化合物。

　　

摘要

为了提高钢/钛接头的性能，首先分别使用激光金属沉积（LMD）工艺在304不锈钢（SS）侧和TC4合金侧沉积了镍（Ni）和钒（V）中间层。然后将这些沉积的中间层与轧制的CuCrZr板结合，作为复合中间层用于TC4/304不锈钢对接接头的异种激光焊接。研究了两种不同厚度镍中间层对TC4/304不锈钢接头焊接形状、微观结构和力学性能的影响。结果表明，使用新型的V/CuCrZr/Ni复合中间层成功获得了完全穿透的TC4/304不锈钢接头。具有1毫米厚镍中间层的TC4/304不锈钢接头的抗拉强度（UTS）为451.2 MPa，延伸率（EI）为2.8%。随着镍层厚度从0.5毫米增加到1毫米，304不锈钢侧的熔合区-2（FZ-2）中的铜含量从12.66%增加到55.33%，并且没有形成Fe-Ti金属间化合物（IMCs）。镍层厚度的增加还导致未熔化的CuCrZr区域中的铁和镍含量增加，这有利于增强固溶强化，从而提高接头强度。