1、Fe-Mn-Si形狀記憶合金作為一種新型的功能材料,以其優(yōu)良的記憶效應(yīng)及力學(xué)性能著稱。目前,人們對(duì)Fe-Mn-Si合金的研究還比較局限,大多數(shù)停留在研究其形狀記憶效應(yīng)方面。為了進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用范圍,本文從Fe-Mn-Si合金自身及其與其它金屬材料的連接性能來(lái)進(jìn)行分析,利用CO2激光器對(duì)Fe—Mn-Si合金試樣進(jìn)行了激光焊接,通過(guò)拉伸試驗(yàn)、金相、掃描電鏡、X射線衍射及顯微硬度分析,系統(tǒng)研究了Fe-Mn-Si合金CO2激光焊性能。
　

2、　 選取CO2激光焊接最主要的功率、焊接速度和離焦量三個(gè)工藝參數(shù),以焊接后接頭的抗拉強(qiáng)度作為評(píng)定焊接性能的指標(biāo),利用正交法設(shè)計(jì)試驗(yàn),通過(guò)極差、方差分析后可以得出在所選因素范圍內(nèi)功率對(duì)試樣抗拉強(qiáng)度的影響是最為顯著的,而離焦量的影響最小。對(duì)于未加焊接材料對(duì)焊1mm厚的Fe-Mn—Si合金試樣,CO2激光焊接功率、速度、離焦量分別為1600W、2.2m／min、0.6mm時(shí)焊接接頭拉伸強(qiáng)度較高,可達(dá)928MPa,為母材抗拉強(qiáng)度的93.5％,

3、表明Fe—Mn—Si合金具有良好的激光焊接性能。
　　 金相觀察以及拉伸試驗(yàn)表明,焊縫形貌為“V”形或者焊縫過(guò)寬以及未焊透等,均會(huì)降低焊接試樣的抗拉強(qiáng)度；而焊縫形貌呈雙曲線狀時(shí),其焊接試樣抗拉強(qiáng)度較高。從焊縫組織形態(tài)來(lái)看,焊縫中心組織為細(xì)小的等軸枝晶,熔合區(qū)附近為比較粗大的胞狀晶,而焊縫組織越細(xì)小,其強(qiáng)度也越高,韌性越好。拉伸試樣斷裂的位置均發(fā)生在焊縫的熔合區(qū)附近。
　　 斷口掃描電鏡分析可知,Fe-Mn-Si合金母材的

4、斷口會(huì)呈現(xiàn)出許多小韌窩,斷裂前有明顯的頸縮現(xiàn)象,其斷裂形式為塑性斷裂。而焊接試樣的斷口則主要呈河流花樣,有的會(huì)出現(xiàn)一些小臺(tái)階,這種斷裂形式稱為準(zhǔn)解理斷裂,屬于脆性斷裂。這是因?yàn)樵诩す夂附雍?焊縫熔合區(qū)組織呈粗大的胞狀晶。
　　 顯微硬度的分析可知,焊縫中心處的硬度值最高,而熔合區(qū)附近顯微硬度值最低。這主要是由于材料在激光焊接時(shí)迅速加熱和冷卻產(chǎn)生了自冷淬火,使得焊縫中心硬度升高。在組織形態(tài)上,熔合區(qū)附近晶粒粗大,呈胞狀晶,所以硬度