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06Cr19Ni10薄板焊接工藝

點擊次數:1171更新時間:2022-09-13

06Cr19Ni10穩定型奧氏體不銹鋼.機械加工性能低,機械加工方便.沖壓在氧化環境中具有優異的耐腐蝕性和耐熱性,廣泛應用于儀器.醫療設備.石油精煉.鐵路機車等重要領域。但與碳鋼相比,奧氏體不銹鋼具有電阻率高、導熱系數小、線膨脹系數大等特點,在焊接過程中會產生較大的熱應力,容易燒穿,焊接變形較大。一般焊接方法(MAG.MIG等)熱輸人大,焊接變形嚴重,不適合焊接不銹鋼,尤其是薄板不銹鋼。TIG焊接雖然電弧穩定,可用于焊接不銹鋼板,但其生產效率低,極大地限制了其在實際生產中的廣泛應用。微束等離子弧焊.冷金屬過渡焊接技術已成功應用于大多數金屬的焊接中,已廣泛應用于奧氏體不銹鋼板的焊接生產中,為奧氏體不銹鋼板的焊接提供了高效可靠的焊接方法。

本文對1.5mm厚06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼(304不銹鋼新型號)薄板的微束等離子弧焊和CMT對焊接接頭性能和顯微組織進行了系統的對比分析,試驗母材為1.5mm厚的06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼板,冷軋供應。微束等離子弧焊不使用任何焊接材料,直接用微束等離子弧熔化母材焊接,保護氣體100%Ar;CMT選用1.0mm的ER308LSi實芯焊絲保護氣體98%Ar+2%。試驗材料的化學成分和力學性能分別見表1。

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兩種焊接方法均采用對接焊接,其中微束等離子弧焊采用雙面焊接工藝,CMT焊接工藝參數見表2。焊接試件焊接后進行無損檢測試驗;外觀檢測.三種檢測結果均合格,包括滲透檢測和x射線檢測。拉伸無損檢測試驗合格的焊接接頭.彎曲試驗.表面硬度試驗.脈動拉伸疲勞試驗及顯微組織分析。

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對06Cr19Ni10不銹鋼焊接方法下的焊接接頭進行拉伸試驗,拉伸試驗結果見表3。從表3可以看出l,試件的抗拉強度遠高于母材抗拉強度的下限520MPa;但微束等離子弧焊試件平均抗拉強度為652.5MPa,低于CMT抗拉強度684MPa。

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在兩種焊接方法下,06Cr19Ni10不銹鋼焊接接頭拉伸樣品斷口掃描電鏡圖像如圖4.圖5所示。圖4為拉伸試件斷口的全貌,觀察拉伸試件斷口的全貌,無視覺焊接缺陷;圖5為拉伸試件斷口中心,拉伸試件中心形狀為韌窩形狀,具有韌性斷裂的特點。根據圖3的顯微組織分析,微束等離子弧焊熔合區組織較厚,導致機械性能下降,因此斷裂;CMT焊接接頭顯微組織優良,抗拉強度高,斷母材。在兩種焊接方法下06Cr19Ni10不銹鋼焊接接頭進行彎曲試驗,所有彎曲角度為180°無裂紋,均符合標準要求,彎曲性能好。彎曲試驗結果見表4。

在兩種焊接方法下,06Cr19Ni10不銹鋼接頭顯微組織:網狀微束等離子弧焊接頭à以鐵素體為主,CMT骨架狀焊縫區à鐵素體為主;微束等離子弧焊接頭的熱影響區保留了母材的組織特性,只有少量鏈條分布à鐵素體;CMT晶粒細化在熱影響區熔合線附近,有大量鏈狀分布à鐵素體;兩個熔合區組織相似,分布在厚奧氏體晶體中,平行于板條之間,其中微束等離子弧焊熔合區較寬,組織較厚。Cr19Ni10不銹鋼采用微束等離子弧焊時,焊接接頭的抗拉強度低于CMT焊接,兩種焊接方法下的接頭彎曲性能都很好。接頭焊縫區的硬度低于母材區的硬度,CMT硬度值略高于微束等離子弧焊區,熱影響區略小。

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