304L不銹鋼與16Mn鋼水下濕法焊接工藝及機(jī)理研究.pdf

1、當(dāng)304L不銹鋼與16Mn鋼在水下進(jìn)行濕法焊接時(shí)，由于16Mn鋼的導(dǎo)溫系數(shù)較低且水的冷卻速度較快，導(dǎo)致16Mn鋼側(cè)的接頭熔化不充分，從而給焊接工藝的選擇帶來了困難；由于304L不銹鋼和16Mn鋼的化學(xué)成分存在差異，所以304L/16Mn異種鋼接頭的微觀組織復(fù)雜。本研究針對(duì)這些難題，采用水下焊接專用自保護(hù)藥芯焊絲，并選擇合理的焊接工藝，可成功實(shí)現(xiàn)304L/16Mn水下濕法焊接。同時(shí)，本文主要研究了焊接環(huán)境和不同藥芯焊絲對(duì)304L/16Mn

2、異種鋼接頭的微觀組織和力學(xué)性能的影響。
　　通過比較分析ER308藥芯焊絲分別在水下和空氣中焊接得到的304L/16Mn異種鋼接頭的微觀組織和力學(xué)性能，來闡明不同焊接環(huán)境對(duì)304L/16Mn異種鋼接頭的影響。結(jié)果表明：空氣接頭中16Mn鋼側(cè)過熱區(qū)為魏氏組織，相變重結(jié)晶區(qū)為細(xì)晶鐵素體和珠光體，不完全重結(jié)晶區(qū)為珠光體和大小不一的鐵素體。焊縫成形完好無缺陷產(chǎn)生。304L不銹鋼側(cè)熔合區(qū)中的晶粒沒有明顯的生長方向且有大量等軸晶形成。水下接頭

3、中16Mn鋼側(cè)過熱區(qū)為大量的粗大馬氏體，相變重結(jié)晶區(qū)為大量較細(xì)小的馬氏體和少量粒狀貝氏體，不完全重結(jié)晶區(qū)為少量細(xì)小的馬氏體、大量粒狀貝氏體和尺寸大小不一的鐵素體。焊縫組織中存在帶狀偏析和晶間裂紋等缺陷。304L不銹鋼側(cè)熔合區(qū)中的晶粒具有明顯的生長方向且只有少量的等軸晶形成。與空氣中接頭相比，304L/16Mn異種鋼水下接頭的抗拉強(qiáng)度較低為165MPa，平均硬度較高為237HV。
　　選用水下焊接專用自保護(hù)藥芯焊絲焊接304L不銹鋼

4、和16Mn鋼，并與ER308藥芯焊絲水下焊接接頭進(jìn)行比較分析，從而揭示不同藥芯焊絲對(duì)接頭微觀組織和力學(xué)性能的影響。首先，在特定的邊界條件下，利用一維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱微分方程來計(jì)算焊接的起始位置為偏向16Mn鋼側(cè)0.11mm。并通過焊接試驗(yàn)驗(yàn)證了該最佳起始位置的準(zhǔn)確性，從而確定了最佳方案。試驗(yàn)結(jié)果顯示：用自保護(hù)藥芯焊絲水下焊接304L不銹鋼和16Mn鋼時(shí)，16Mn鋼側(cè)過熱區(qū)為粗大的馬氏體和粒狀貝氏體生成；相變重結(jié)晶區(qū)為大量的粒狀貝氏體；不完全重