提高444不銹鋼焊接接頭耐蝕性能的接頭設(shè)計(jì)及工藝研究.pdf

1、由于我國鎳金屬資源較匱乏以及國際上鎳金屬的價(jià)格波動較大，導(dǎo)致含鎳不銹鋼成本較高。隨著冶煉技術(shù)的發(fā)展，低鎳甚至不含有鎳的鐵素體不銹鋼得到迅速發(fā)展，由于其價(jià)格較低，具有良好的耐腐蝕能力，尤其是耐氯離子腐蝕能力強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)低，傳熱性能好等特點(diǎn)，已成功用于換熱設(shè)備、家用電器、船舶、汽車等行業(yè)。但是鐵素體不銹鋼經(jīng)過焊接加工后容易出現(xiàn)較多問題，例如接頭組織粗大，耐蝕性降低等問題。本文以444鐵素體不銹鋼為母材，對不同焊接工藝形成的焊接接頭性能進(jìn)行

2、研究，研究結(jié)果對推廣鐵素體不銹鋼的應(yīng)用具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　選用1.5mm厚的444鐵素體不銹鋼薄板，分別按不采用填充材料、填充材料為母材金屬以及填充材料為ER316L奧氏體焊絲進(jìn)行手工TIG焊對接實(shí)驗(yàn)，制取接頭試樣進(jìn)行組織觀察實(shí)驗(yàn)、XRD實(shí)驗(yàn)、顯微硬度測試實(shí)驗(yàn)、拉伸實(shí)驗(yàn)、斷口掃描實(shí)驗(yàn)(SEM)、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)、浸泡實(shí)驗(yàn)。通過以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析不同填充材料對焊接接頭性能的影響。
　　通過焊接接頭的金相實(shí)驗(yàn)得出，焊接接頭包括熱

3、影響區(qū)、熔合區(qū)、焊縫區(qū)三部分。不采用填充材料、填充材料為母材金屬的焊縫區(qū)沒有發(fā)生組織變化，為單一的鐵素體組織，并且鐵素體呈現(xiàn)柱狀晶分布；填充材料為ER316L焊絲的焊縫區(qū)組織為奧氏體和針狀鐵素體組織。顯微硬度測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用ER316L不銹鋼焊絲作為填充材料得到的焊接接頭焊縫區(qū)硬度最高，為220HV，不采用填充材料的焊縫區(qū)硬度為172.5HV，填充材料為母材金屬的焊縫區(qū)硬度為179HV。通過拉伸實(shí)驗(yàn)以及斷口掃描實(shí)驗(yàn)表明三組焊接接頭斷

4、裂均為韌性斷裂，抗拉強(qiáng)度分別為430.54MPa、447.82MPa、476.87MPa，焊接接頭伸長率分別為17.12％、22.38%、26.93%，三組接頭斷裂位置分別為焊縫區(qū)、熱影響區(qū)、母材區(qū)。電化學(xué)測試結(jié)果表明在3.5%的氯化鈉溶液中，采用ER316L焊絲為填充材料的焊接接頭耐腐蝕能力最優(yōu)異，其次為采用母材金屬為填充材料的焊接接頭，最后為不采用填充材料的焊接接頭。在6%FeCl3溶液中的浸泡實(shí)驗(yàn)中，三組焊接接頭浸泡8h，腐蝕速率

5、分別為3.152 g·m-2·h-1、1.243g·m-2·h-1、0.125g·m-2·h-1，通過對腐蝕試樣進(jìn)行觀察，三組浸泡試樣點(diǎn)蝕坑大小依次為：不采用填充材料的焊接試樣、采用母材材料為填充材料的焊接試樣、采用ER316L為填充材料的焊接試樣。
　　本文在444不銹鋼角接實(shí)驗(yàn)中，選用ER316L不銹鋼焊絲為填充材料進(jìn)行角接角度分別為10°、16°、20°、28°、40°、50°的六組手工TIG焊接實(shí)驗(yàn)。通過焊接接頭宏觀結(jié)構(gòu)觀