激光束焊接是一种现代材料连接技术，它使用高功率密度激光在一起加热和熔化两种材料。欧洲杯足球竞彩基于激光的方法可以实现更高的速度，较窄的焊缝，并且比传统的焊接技术更容易自动化。
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与传统焊接技术一样，材料在焊接区域熔化，尽管基于激光的技术使用更快的加热和冷却循欧洲杯足球竞彩环(图1)。
这些快速的热循环是由于裂缝形成的潜在原因。由于热应力和微观结构的变化而导致的裂缝形式，其产生不希望的或不均匀的机械性能。该区域被称为热影响区域（HAZ）。因此，HAZ中的高分辨率和高精度机械特性数据对于确保焊接质量和优化激光操作参数非常重要。
激光焊接广泛应用于要求焊接体积小、速度快、精度高、自动化程度高的电子、汽车等行业。激光焊接过程中使用的激光光斑尺寸(≈200 μm)的固有尺寸产生了较小的热影响区。
通过光学显微镜和宏/微压痕技术（例如Rockwell和Vickers），这通常太好了。因此，基于纳米狭窄和扫描电子显微镜（SEM）的表征技术的组合更适合激光束焊缝的长度尺度。
本文研究了410不锈钢激光熔覆在4140钢基体上的纳米压痕映射和电子背散射衍射(EBSD)，以评估连接过程中力学性能和组织的变化。
图1。激光熔覆410不锈钢到4140钢基体上的原理图。激光焊缝产生一个热影响区，导致焊缝界面的力学行为和组织发生改变。图片来源:布鲁克纳米表面
实验
Bruker’s Hysitron®TI 980 Tribolndenter®配备有钻石Berkovich探针，用于进行纳米凸缘实验。一系列Quasistatic加速财产映射（XPMTM值)在400 μN的力作用下，采用500 nm间距、34 μm × 34 μm平方距离的网格，来识别焊缝界面的纳米力学行为(图2)。
采用由EDAX提供的Hikari EBSD探测器和FEI Versa 3D SEM进行EBSD实验，研究激光焊接后钢的微观组织变化。在20 keV加速电压下采集EBSD图，横向步长为200 nm。
为了准备用于EBSD分析的样品表面，最后一个抛光步骤是50nm胶体SiO2被使用了。为了确保纳米indentation和EBSD区域进行良好对齐，在30 kea加速电压和1na束电流下使用具有Ga +离子的聚焦离子束来切割信托箱标记。
图2。这是410不锈钢/4140钢激光束焊接界面横截面的光学显微照片。纳米压痕是在聚焦离子束(FIB)烧蚀的正方形内进行的。注:纳米压痕网格不可见。图片来源:布鲁克纳米表面
结果与讨论
图3a显示了焊接界面的二维模量图。焊缝的弹性性能没有明显的空间变化。平均折算模量为218.5 GPa±17.5 GPa (N = 4356个缺口)。缩进在FIB烧蚀正方形中的位置如图3b所示。
图3c显示了410不锈钢测量≈8 GPa, 4140钢测量≈5 GPa时焊接界面的硬度变化。同样明显的是，焊缝区硬度略高。这是这些马氏体硬化合金快速淬火的结果。
将这些硬度和模量图与图4中的EBSD数据进行比较。EBSD相含量几乎完全为α相(~85%)，其中渗碳体(8%)和马氏体(~7%)分布均匀。图4c为EBSD反极图(晶体取向)图。
带有标记边界的图像质量地图如图4d所示。图4c显示了贯穿焊缝区的晶粒尺寸、形状和相对取向的一些变化。410不锈钢晶粒稍小，伸长较少。
然而，与4140钢基板相比，相邻谷物之间具有更大的取向变化。因此，410中的一些硬度增加可以归因于通过霍尔 - 竖起关系的减少的晶粒尺寸。这导致晶粒尺寸与屈服强度成反比（与硬度相关）。
图3。(a)焊接界面二维弹性模量折算图;(b)从图2可知，缩进在FIB烧蚀正方形内的位置;(c)整个焊接界面的硬度图显示了410不锈钢和4140钢之间的明显差异。图片来源:布鲁克纳米表面
以及不同的晶粒尺寸，图4D表现出增加的密度大于15o与4140钢基材相比，410不锈钢内的晶体无定位晶界。在抑制位错运动时，较高角度的晶界更有效。
增加的密度大于15o取向错误不仅支持了不同类型材料之间的晶粒尺寸差异，还表明位错向相邻晶粒的传递更加困难。这是由于位错堆积尺寸的增加和位错-位错相互作用为基础的硬化。
结论
结合EBSD映射和XPM纳米endentation.在不锈钢钢焊接区中显示出相关的结构性质关系，其中高硬度归因于平均晶界角度和降低的晶粒尺寸。
总体上，焊缝区结构较为均匀，但有部分区域局部硬度较高。XPM映射的速度意味着可以在大约30分钟内执行近5000个缩进，其分辨率和速度与EBSD映射相当。
图4。(一)模图;(b)硬度地图;(c) EBSD逆极图(即晶体取向);(d) EBSD图像质量图(即晶体错位/晶界)。图片来源:布鲁克纳米表面
致谢
根据Eric Hintsal欧洲杯足球竞彩a*、Jared Risan*和John Haake最初撰写的材料制作+．
*力量
+Titanova公司。
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