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2024

【材料课堂】不锈钢激光焊缝的金相制备方法

作者：

一

前言

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。

不锈钢是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学浸蚀）腐蚀的钢种称为耐酸钢。因其耐腐蚀的良好性质故应用广泛，随着激光焊接技术的发展，大量的不锈钢部件也通过激光焊接连接。

金相检验是不锈钢焊接件质量检验和工艺研究的重要手段。焊接件一般需要从产品本体取样，但是产品本身可能形状并不规则，这给切割装夹带来不便。焊接件一般会在两块金属交接处有狭小缝隙，如果镶嵌时不能将其良好填充则将会给后续的操作带来许多麻烦，如磨料嵌入、水渍吐出等。某些不锈钢如奥氏体不锈钢由于其基体较软，往往会产生难以去除的小划痕。以上都是制样时需要克服的难点。

二

制备指南

切割

焊接件往往形状很不规则，这无疑给切割带来一定的麻烦。所以切割时一定要仔细装夹，可以利用平推夹具和垂直夹具组合在一起对试样进行稳固装夹，确保切割过程中试样不会产生窜动。

平推夹具

垂直夹具

推荐设备：

TableCUT-200 手自一体精密切割机

切割片推荐使用特鲁利A系列产品，最好使用自动切割设备进行切割，这样不仅降低劳动强度而且得到的切口质量更高。

A系列氧化铝砂轮切割片

切割机	TableCUT-200 手自一体精密切割机
切割片	特鲁利A系列氧化铝砂轮切割片
夹具	平推夹具和垂直夹具

镶嵌

由于激光焊缝往往是将两个部件固定在一起，所以一般都会带有一定的狭缝，这些狭缝如果使用热镶的话一般难以填实。故一般推荐使用冷镶法进行镶嵌，可选择硬度较高、固化时间短的环氧树脂体系?；费跏髦鞫院茫梢远允匝械南练旖杏行畛?。当然，对于不含缝隙或缝隙宽度较大的试样也可进行热镶。

推荐产品

冷镶嵌

热镶嵌

镶嵌设备

Theta Mount压力冷镶嵌机

MT-1H自动热镶嵌机

镶嵌料

TJ 2221 环氧王树脂

TJ 2562 环氧慢型树脂（保边）

PT 2231通用型热镶嵌料

EP 2237高品质环氧保边热镶嵌料

推荐设备：

Theta Mount 压力冷镶嵌机

推荐设备：

MT-1H 自动热镶嵌机

磨抛

镶嵌好的试样用碳化硅砂纸从粗到细依次研磨，后道研磨一定要确保将上道砂纸产生的变形层去除。

粗抛可选择硬的机织布配合多晶金刚石抛光液和抛光润滑液进行，时间要长一点，尤其是对于奥氏体不锈钢而言。最终的精抛可用软布配合二氧化硅抛光液，二氧化硅抛光液可对试样进行机械化学抛光，将表面因粗抛而产生的微小划痕去除。

推荐设备：

Alpha-610 自动磨抛机

磨料	碳化硅砂纸 P180 P400 P800 P1200 P2000 P2500	YS-JP抛光布	ZN-ZP抛光布
润滑	水	PL-W抛光润滑液	/
压力/N	20	20	15
转速/rpm	90/90	80/150	80/120
转向	同向	同向	同向
时间	2min	5~10min	1~2min
以上工艺适用于φ30mm试样；用二氧化硅抛光时最后15s用水冲洗抛光