我国是家用刀具生产大国,但生产工艺较为落后,与国际知名厂商相比依然有较大的差距。升级刀具生产设备、开创刀具新工艺、开发高性能刀具材料是提升我国刀具产品竞争力的关键。3Cr13不锈钢是较为传统的厨刀制作材料,锋利度和耐磨性很难满足高性能刀具的要求。VG10钢具有优良的强度、耐腐蚀、耐磨损等性能,通常被用于制作高性能的刀具。课题组以“好钢用在刀刃上”为核心理念,通过激光摆动焊接技术将高性能刀具材料VG10与3Cr13进行焊接。VG10作为刀具的刃口,3Cr13作为刀具的刀体。这种方法既可提高刀具性能,又能极大地降低高端家用刀具生产成本。由于激光焊接质量对工装要求较高,因此试验采用摆动激光焊接技术,通过激光摆动增大焊缝熔宽,进而降低对工装的要求,提高产品合格率。激光摆动焊接主要工艺参数为激光功率、焊接速度、摆动频率和摆动幅度等。通过单因素试验,分析了主要工艺参数对焊缝形态的影响,利用正交试验找到较好焊接工艺参数。利用JMATPro软件计算了母材3Cr13、VG10在平衡状态下相与温度的关系;通过XRD、SEM、EPMA等技术分别对焊缝、熔合区、热影响区的相组成和显微组织进行了分析;测定了焊接接头的显微硬度分布。试验结果显示,焊缝主要为α相和碳化物M₇C₃;从熔合线到焊缝中心,组织由平面晶逐渐变为胞状晶、胞状树枝晶、树枝状晶、柱状晶和等轴晶。焊缝组织存在显微偏析,其中C、Cr元素在晶界富集,Fe元素在晶内富集,同时在晶界处有条棒状的M₇C₃析出。熔合线附近的母材侧有C迁移现象,其中3Cr13侧有类针状马氏体组织产生;VG10侧熔合区存在非对流混合区,在该位置有块状、岛状组织嵌入母材,且在该组织上有片层状的碳化物M₇C₃生成。熔合线两侧的母材硬度值最大,焊缝区硬度变化较小,热影响区硬度随着远离焊缝中心距离的增加而逐渐减少,VG10的硬度高于3Cr13的。非标冲击断口显示,整个焊接接头为脆性断裂,其中母材为解理断裂而其余部分为准解理断裂。利用ImageJ软件统计接头不同区域碳化物的数量分布,研究了淬火工艺对接头显微组织及性能的影响,发现随着淬火温度的升高,碳化物含量逐渐减少,原始材料中大块状的一次碳化物难以通过热处理消除。淬火可以显著提高焊接接头的整体硬度,其中在1050℃淬火+200℃回火工艺下,VG10的硬度值最高为830 HV左右。通过电化学腐蚀试验评价了不同热处理工艺下焊接接头的耐腐蚀性能。淬火温度的提高使得更多的碳化物溶解在原奥氏体晶粒中,在相同的回火工艺下,温度较高的淬火工艺碳化物含量较少,基体组织贫铬现象减少,耐腐蚀性能较好。