301LN不銹鋼傾斜激光焊接微觀組織和力學性能研究.pdf

1、本論文以301LN不銹鋼為研究對象，N元素的加入減弱甚至消除了不銹鋼焊接接頭的晶間腐蝕，是目前制造輕量化軌道客車的主要材料。論文研究了激光焊接301LN焊接金屬的凝固模式和微觀組織;為了增強搭接非熔透激光垂直焊接結構的拉伸塑性及疲勞強度，本論文探索研究了激光焊接傾斜焊縫結構的靜力學和疲勞性能，并對比垂直焊縫分析了傾斜焊縫對焊接結構斷裂塑性和疲勞強度的影響，文中所涉及到的板材材料分別為1.5mm301L-HT，2.0mm301L-DLT及

2、0.8mm301L-DLT板材;
　　試驗研究表明，激光斜焊接焊縫組織由奧氏體A和δ-鐵素體組成，焊縫柱狀晶是以δ-鐵素體為初晶相的FA模式，組織均勻、尺寸小于10um;熱影響區(qū)域小，熔合線明顯，無縮孔縮松等缺陷;焊縫中δ-鐵素體的含量隨著位置不同而發(fā)生改變，中心局部區(qū)域δ-鐵素體的含量較低;
　　在研究的4種激光焊接結構中，1.5+0.8組合的拉伸塑性量最大，接近20mm，其余三種組合斷裂位移較小;焊接試件的拉伸變形，均集

3、中在焊縫界面附近區(qū)域，且非熔透下板焊縫的變形量大于熔透上板焊縫的塑性變形，當其塑性變形量較大，界面剪切應力超過焊縫界面的剪切強度時，發(fā)生剪切斷裂;相比于垂直焊縫結構，傾斜焊縫試樣的拉伸塑性和斷裂強度均有一定程度的提高;
　　四種激光傾斜焊接結構的疲勞斷裂均發(fā)生在非熔透下板，宏觀斷口呈現(xiàn)疲勞源區(qū)、擴展區(qū)、及最后的瞬斷區(qū)三部分，且疲勞裂紋萌生壽命占整個疲勞總壽命的絕大部分;裂紋擴展微觀斷裂機理為穿晶和晶間混合斷裂模式;與垂直焊接疲勞性