超薄超純鐵素體不銹鋼激光焊接頭組織和性能的研究.pdf

1、鐵素體不銹鋼材料作為一種重要的工程材料，比其他金屬與合金有諸多顯著特點(diǎn)，已被廣泛用于工程建筑、醫(yī)療器械、廚房用品、織紡工業(yè)、石油工業(yè)、原子能、太陽(yáng)能熱水器和環(huán)境機(jī)械的結(jié)構(gòu)中。但焊接熱循環(huán)使得接頭組織粗晶、脆化、抗腐蝕性能降低，因此鐵素體不銹鋼材料的焊接問(wèn)題成為其大規(guī)模發(fā)展的瓶頸。激光加工技術(shù)以其諸多優(yōu)點(diǎn)對(duì)超薄超純鐵素體不銹鋼的焊接具有潛在優(yōu)勢(shì)。
　　 本文利用500W脈沖Nd：YAG固體激光器對(duì)超薄超純443鐵素體不銹鋼進(jìn)行焊接

2、性研究；探討了脈沖激光焊P-LBW對(duì)接接頭的顯微組織、物相、力學(xué)性能、斷口形貌以及抗晶間腐蝕性能與抗氯離子腐蝕性能；研究了最優(yōu)工藝規(guī)范下焊接接頭的微觀變化與宏觀表現(xiàn)；并與鎢極氬弧焊TIG、脈沖鎢極氬弧焊P-TIG接頭組織、性能進(jìn)行了對(duì)比分析和評(píng)價(jià)。
　　 研究結(jié)果表明：超薄超純443鐵素體不銹鋼焊接接頭的顯微組織由鐵素體相與細(xì)小彌散的富鉻碳化物和(或)氮化物組成，接頭晶粒長(zhǎng)大明顯，焊縫區(qū)熔合線處沿溫度梯度反方向生長(zhǎng)為粗大的柱狀晶

3、，焊縫中心有小區(qū)域的粗大等軸晶，接頭晶粒尺寸TIG大于P-TIG，大于P-LBW，母材晶粒尺寸最小。
　　 P-LBW接頭的顯微硬度最高，為208.9HV0.1，比P-TIG(191.6HV0.1)提高了9.03％，比TIG(188.2HV0.1)提高了11.00％，比母材(167.9HV0.1)提高了24.42％；母材的屈服強(qiáng)度Re0.2高于P-LBW接頭，高于P-TIG接頭，TIG接頭最低，母材抗拉強(qiáng)度Rm與P-LBW相當(dāng)，

4、高于P-TIG接頭，TIG接頭抗拉強(qiáng)度最低，母材延伸率最高，高于P-TIG接頭，高于P-LBW接頭，TIG接頭最低；拉伸斷口SEM顯示，三種接頭均為韌性斷口，但從韌窩的大小與深度可判斷出母材韌性最好，P-LBW接頭其次，優(yōu)于P-TIG接頭，TIG接頭韌性最差；焊縫區(qū)的粗晶與焊縫表面下塌導(dǎo)致了接頭的塑性低于母材，母材的杯突值大于P-TIG接頭，大于TIG接頭，大于P-LBW接頭。
　　 焊接接頭的硫酸-硫酸銅晶間腐蝕試驗(yàn)表明，抗晶

5、間腐蝕性能P-LBW接頭優(yōu)于P-TIG接頭，TIG接頭最差；480h鹽霧腐蝕試驗(yàn)后母材M、TIG、p-TIG和P-LBW焊接接頭腐蝕速率分別為1.96×10-8g·mm-2·h-1、2.165×10-8g·mm-2·h-1、2.125×10-8g·mm-2·h-1、1.92×10-8g·mm-2·h-1，由此可看出，母材的抗氯離子腐蝕能力與P-LBW接頭相當(dāng)，高于兩種TIG接頭，而P-TIG的抗氯離子腐蝕能力與TIG接頭相當(dāng)。