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1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢TIG焊接性能研究

发布日期:2018-08-07 浏览次数:

由于TIG焊热量集中、热影响区小、变形小,最适宜焊接不锈钢薄板材料,焊接时如能选用合适的工艺、设备,便可得到外形美观、高质量的焊缝。作为一种高质量焊接方法,虽然具有一系列的优点,但该方法仍存在一定的局限性,如所焊接的单道焊缝熔深较浅,熔敷率低;在进行厚板焊接时,一般需要采用大功率的焊接电源或别的焊接工艺,如焊前预热、多层多道焊、双面同时施焊等辅助工艺。因此,研究新型高效的TIG焊接方法和技术,提高TIG焊的焊接效率,降低生产成本,扩大其应用范围,一直是国际焊接领域的技术研究人员追求和研究的目标之一。同时研究不锈钢TIG焊接头的耐蚀性,以提高今后不锈钢的使用寿命和范围。本文就不锈钢TIG焊接工艺参数对接头组织与力学性能(接头硬度、强度等)的影响和不锈钢TIG工艺对焊后耐蚀性的影响进行研究。

  实验材料为1Crl8Ni9Ti奥氏体不锈钢,试板尺寸为40mm×60mm×1.0mm。采用高频引弧直流正交钨极氩弧焊机进行手工钨极氩弧焊,纯氩气气体保护,不填充焊丝。钨极氩弧焊的焊接参数有:焊接电流、电弧电压、焊接速度、保护气体流量、钨极直径及形状。小尺寸工件的焊接和常规焊接有很大不同,由于焊件本身尺寸小,其热容量很小,导热能力差,在焊接热源作用下就会出现热量积累,有可能产生烧穿、孔洞等缺陷。在电弧电压、焊接速度一定的情况下,焊接电流、钨极直径和氩气流量对焊缝成形有很大影响,因此需要研究焊接电流、钨极直径和氩气流量各值对焊缝成型的影响。本实验确定厚度为1mm的不锈钢薄板的手工TIG焊参数范围为:焊接电流20~60A、钨极直径1.0~2.0mm、氩气流量4~6L/min,拟定正交试验因素水平表,见表1。根据表1的因素水平进行焊接试验,制样,进行拉伸、腐蚀及金相组织分析。   表1 正交试验因素水平表  

因素

焊接电流/A

钨极直径/mm

氩气流量/(L·min-1)

水平

1

20

1.0

4

2

30

1.6

5

3

40

2.0

6

4

50

-

-

5

60

-

-

    对焊接接头抗拉强度的影响因素依次为:焊接电流、钨极直径、氩气流量,其最优水平为:焊接电流为40A、钨极直径为1.6mm、氩气流量为6L/min,焊缝的强度接近甚至超过母材强度。焊接接头的抗腐蚀性能低于母材,焊接电流越大,焊接接头的抗腐蚀性越差。随着腐蚀时间的增加,腐蚀速率越来越小,最终都趋于母材的腐蚀速率。