06Cr19Ni10薄板焊接工藝

06Cr19Ni10穩(wěn)定型奧氏體不銹鋼.機械加工性能低，機械加工方便.沖壓在氧化環(huán)境中具有優(yōu)異的耐腐蝕性和耐熱性，廣泛應用于儀器.醫(yī)療設備.石油精煉.鐵路機車等重要領域。但與碳鋼相比，奧氏體不銹鋼具有電阻率高、導熱系數(shù)小、線膨脹系數(shù)大等特點，在焊接過程中會產(chǎn)生較大的熱應力，容易燒穿，焊接變形較大。一般焊接方法(MAG.MIG等)熱輸人大，焊接變形嚴重，不適合焊接不銹鋼，尤其是薄板不銹鋼。TIG焊接雖然電弧穩(wěn)定，可用于焊接不銹鋼板，但其生產(chǎn)效率低，極大地限制了其在實際生產(chǎn)中的廣泛應用。微束等離子弧焊.冷金屬過渡焊接技術已成功應用于大多數(shù)金屬的焊接中，已廣泛應用于奧氏體不銹鋼板的焊接生產(chǎn)中，為奧氏體不銹鋼板的焊接提供了高效可靠的焊接方法。

本文對1.5mm厚06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼(304不銹鋼新型號)薄板的微束等離子弧焊和CMT對焊接接頭性能和顯微組織進行了系統(tǒng)的對比分析，試驗母材為1.5mm厚的06Cr19Ni10奧氏體不銹鋼板，冷軋供應。微束等離子弧焊不使用任何焊接材料，直接用微束等離子弧熔化母材焊接，保護氣體100%Ar;CMT選用1.0mm的ER308LSi實芯焊絲保護氣體98%Ar+2%。試驗材料的化學成分和力學性能分別見表1。

兩種焊接方法均采用對接焊接，其中微束等離子弧焊采用雙面焊接工藝，CMT焊接工藝參數(shù)見表2。焊接試件焊接后進行無損檢測試驗；外觀檢測.三種檢測結果均合格，包括滲透檢測和x射線檢測。拉伸無損檢測試驗合格的焊接接頭.彎曲試驗.表面硬度試驗.脈動拉伸疲勞試驗及顯微組織分析。

對06Cr19Ni10不銹鋼焊接方法下的焊接接頭進行拉伸試驗，拉伸試驗結果見表3。從表3可以看出l,試件的抗拉強度遠高于母材抗拉強度的下限520MPa;但微束等離子弧焊試件平均抗拉強度為652.5MPa,低于CMT抗拉強度684MPa。

在兩種焊接方法下，06Cr19Ni10不銹鋼焊接接頭拉伸樣品斷口掃描電鏡圖像如圖4.圖5所示。圖4為拉伸試件斷口的全貌，觀察拉伸試件斷口的全貌，無視覺焊接缺陷；圖5為拉伸試件斷口中心，拉伸試件中心形狀為韌窩形狀，具有韌性斷裂的特點。根據(jù)圖3的顯微組織分析，微束等離子弧焊熔合區(qū)組織較厚，導致機械性能下降，因此斷裂；CMT焊接接頭顯微組織優(yōu)良，抗拉強度高，斷母材。在兩種焊接方法下06Cr19Ni10不銹鋼焊接接頭進行彎曲試驗，所有彎曲角度為180°無裂紋，均符合標準要求，彎曲性能好。彎曲試驗結果見表4。

在兩種焊接方法下，06Cr19Ni10不銹鋼接頭顯微組織：網(wǎng)狀微束等離子弧焊接頭à以鐵素體為主，CMT骨架狀焊縫區(qū)à鐵素體為主；微束等離子弧焊接頭的熱影響區(qū)保留了母材的組織特性，只有少量鏈條分布à鐵素體;CMT晶粒細化在熱影響區(qū)熔合線附近，有大量鏈狀分布à鐵素體；兩個熔合區(qū)組織相似，分布在厚奧氏體晶體中，平行于板條之間，其中微束等離子弧焊熔合區(qū)較寬，組織較厚。Cr19Ni10不銹鋼采用微束等離子弧焊時，焊接接頭的抗拉強度低于CMT焊接，兩種焊接方法下的接頭彎曲性能都很好。接頭焊縫區(qū)的硬度低于母材區(qū)的硬度，CMT硬度值略高于微束等離子弧焊區(qū)，熱影響區(qū)略小。