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    2. 保護氣體對304不銹鋼光纖激光焊接接頭組織和性能的影響

      本文研究了不同保護氣體對304不銹鋼光纖激光焊接接頭微觀組織、力學性能和腐蝕性能的影響,通過建立光纖激光焊接的三維模型,對比分析了不同類型和不同流量的保護氣體對金屬蒸汽溫度場和速度矢量場的影響。采用不同保護氣體對304不銹鋼進行光纖激光焊接,并對焊縫的成形、微觀組織、元素含量、凝固模式以及力學性能和耐腐蝕性能進行了測試與分析,得出以下結論:

      1)采用相同的保護氣體時,焊接過程中金屬蒸汽的高度會隨著保護氣體流量的增加而逐漸降低。隨著保護氣體氣體流量的增加,流場的流動變得更加劇烈,流場中的對流作用增強,保護氣體會帶走更多的熱量,能夠更加有效地冷卻金屬蒸汽,從而使金屬蒸汽的高度降低。采用不同種類的保護氣體時,焊接過程中氮氣作為保護氣體金屬蒸汽的高度最小。與氬氣相比,氮氣具有更好的導熱性。

      2)與氬氣作為保護氣體相比,氮氣作為保護氣體時,焊縫中氮元素含量有明顯的提高。氮氣在光纖激光的作用下可以被熔池吸收,還可以抑制金屬蒸汽中氮元素的損失,從而增加焊縫中氮元素含量。

      3)與氬氣作為保護氣體相比,氮氣作為保護氣體時,奧氏體含量有明顯的提升,使鐵素體含量在合適的范圍內。氮元素是奧氏體合成元素,焊縫中氮元素含量的提升會使奧氏體含量增加。

      4)從顯微硬度試驗可以看出,不同保護氣體下焊縫的顯微硬度均大于母材;與氬氣保護相比,采用氮氣作為保護氣體焊縫的顯微硬度有明顯的提高。提升焊縫中氮含量可以增加過冷度,提高等軸晶比,減小凝固結構中的平均晶粒尺寸,使焊縫的顯微硬度增加。

      5)從拉伸試驗可以看出,不同保護氣體下的拉伸試樣均在母材處發生斷裂,表明焊縫的抗拉強度均大于母材。采用這三種保護氣體進行焊接,焊縫的力學性能均滿足實際應用的需要。

      6)從電化學試驗可以看出,氬氣保護下焊縫的耐點蝕性能最差;與氬氣保護相比,氮氣與氬氣混合保護下焊縫的耐點蝕性能有明顯的提高;氮氣保護下焊縫的耐點蝕性能最好。焊縫中氮元素的提升,一方面可以增加鈍化膜的穩定性;另一方面可以提升點蝕坑內的PH,減緩腐蝕速度。不同保護氣體下焊縫的晶間腐蝕傾向沒有明顯的差異,均接近于母材。采用這三種保護氣體進行焊接,不會增加焊縫的晶間腐蝕傾向。

      文章作者:不銹鋼管|304不銹鋼無縫管|316L不銹鋼厚壁管|不銹鋼小管|大口徑不銹鋼管|小口徑厚壁鋼管

      文章地址:http://www.scrfile.com/Info/View.Asp?Id=1174

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