06Cr19Ni10薄板焊接工藝

06Cr19Ni10穩(wěn)定型奧氏體不銹鋼.機(jī)械加工性能低，機(jī)械加工方便.沖壓在氧化環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐熱性，廣泛應(yīng)用于儀器.醫(yī)療設(shè)備.石油精煉.鐵路機(jī)車等重要領(lǐng)域。但與碳鋼相比，奧氏體不銹鋼具有電阻率高、導(dǎo)熱系數(shù)小、線膨脹系數(shù)大等特點(diǎn)，在焊接過程中會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)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(yán)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(wěn)定，可用于焊接不銹鋼板，但其生產(chǎn)效率低，極大地限制了其在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。微束等離子弧焊.冷金屬過渡焊接技術(shù)已成功應(yīng)用于大多數(shù)金屬的焊接中，已廣泛應(yīng)用于奧氏體不銹鋼板的焊接生產(chǎn)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(duì)1.5mm厚06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼(304不銹鋼新型號(hào))薄板的微束等離子弧焊和CMT對(duì)焊接接頭性能和顯微組織進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比分析，試驗(yàn)?zāi)覆臑?.5mm厚的06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼板，冷軋供應(yīng)。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(hù)氣體100%Ar;CMT選用1.0mm的ER308LSi實(shí)芯焊絲保護(hù)氣體98%Ar+2%。試驗(yàn)材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表1。

兩種焊接方法均采用對(duì)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(shù)見表2。焊接試件焊接后進(jìn)行無損檢測(cè)試驗(yàn)；外觀檢測(cè).三種檢測(cè)結(jié)果均合格，包括滲透檢測(cè)和x射線檢測(cè)。拉伸無損檢測(cè)試驗(yàn)合格的焊接接頭.彎曲試驗(yàn).表面硬度試驗(yàn).脈動(dòng)拉伸疲勞試驗(yàn)及顯微組織分析。

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

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(diǎn)。根據(jù)圖3的顯微組織分析，微束等離子弧焊熔合區(qū)組織較厚，導(dǎo)致機(jī)械性能下降，因此斷裂；CMT焊接接頭顯微組織優(yōu)良，抗拉強(qiáng)度高，斷母材。在兩種焊接方法下06Cr19Ni10不銹鋼焊接接頭進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，所有彎曲角度為180°無裂紋，均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，彎曲性能好。彎曲試驗(yàn)結(jié)果見表4。

在兩種焊接方法下，06Cr19Ni10不銹鋼接頭顯微組織：網(wǎng)狀微束等離子弧焊接頭à以鐵素體為主，CMT骨架狀焊縫區(qū)à鐵素體為主；微束等離子弧焊接頭的熱影響區(qū)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(xì)化在熱影響區(qū)熔合線附近，有大量鏈狀分布à鐵素體；兩個(gè)熔合區(qū)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(qū)較寬，組織較厚。Cr19Ni10不銹鋼采用微束等離子弧焊時(shí)，焊接接頭的抗拉強(qiáng)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(qū)的硬度低于母材區(qū)的硬度，CMT硬度值略高于微束等離子弧焊區(qū)，熱影響區(qū)略小。