粉末冶金零件连接工艺的回顾以及焊接问题的解决

粉末冶金（PM）工艺具有很高的生产率，是从多种材料制造特别复杂的几何形状的近净形零件的理想选择，这可以较大程度地利用材料，从而较大程度地减少或消除了机械加工等二次加工。二次操作对于通过液态金属加工制造的部件很常见，并且导致制造过程中的额外步骤，从而带来大量成本和浪费。尽管粉末冶金工艺具有明显的优势，但是，由粉末合成的材料的连接却一直存在与其固有特性（例如，孔隙度，污染和夹杂物）相关的困难，这些困难往往会影响焊接接头的性能。

本文对当前焊接PM组件的新技术进行了回顾。它还寻求确定所选的连接工艺，并从初始加工和伴随的材料问题出发，确定PM零件的连接中明显的技术差距，重点是为焊接问题提供解决方案。

在PM材料加工技术中，零件的全部或某些成分以具有一定组成，形态和尺寸特征的颗粒形式使用，并压制成高精度产品。 PM生产具有紧密公差和高生产率的高质量，复杂零件的能力呈现出显着的优势，例如能源效率和潜在的低资本成本。 PM被广泛用于从生物医学到汽车工业领域的各种应用，例如牙齿修复，植入物，轴承和汽车传动部件。

作为各种应用中的锻造和铸造材料的替代品，PM组件变得越来越有吸引力。但是，通过利用将PM零件彼此连接或连接到其他铸造/锻造产品来制造复杂的几何构造的能力，可以进一步增加PM的使用。限制粉末冶金零件焊接的主要问题是孔隙率，杂质和某些PM零件的碳含量高的事实。其中，用于焊接的PM零件重要的特性是孔隙率，它是故意制造成多孔零件，或者是由于致密化不足而偶然产生的。粉末颗粒的特性（例如颗粒的形状，大小和表面积）决定了粉末压块的孔隙率或相对密度，进而影响了预成型坯的几个重要物理性能，例如导热性，淬透性以及热膨胀。已经注意到，孔隙率还可以充当杂质/夹杂物的陷阱，当孔隙中夹带的杂质可能对PM部件的可焊接性例如有害时，杂质/夹杂物可能对诸如焊接的二次操作有潜在的影响。通过鼓励凝固裂纹。据报道，由于预成型件的多孔性和有限的颗粒间结合面积，使PM零件在焊接时容易在热影响区开裂，从而使接头附近的延展性降低。因此，这些位置可能无法抵抗由于熔焊中的收缩而产生的热应力。另外，焊接通常与所产生的变形有关，而已知PM零件可提供良好的尺寸和几何精度，因此，如果要避免机加工操作，则必需通过选择适当的连接技术来使变形较小化。

因此，要成功地焊接PM零件，就需要了解孔隙率，化学成分，杂质含量和整体清洁度对焊接性能（如焊接金属和HAZ裂纹，延展性和韧性，残余应力和变形）的影响。这些问题在本次审查中得到解决。