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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)。
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