采用镍基和奥氏体焊材焊接cr13钢焊接接头性能

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1、第39卷第8期焊接学报Vol.39(8):102−1072018年8月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONAugust2018采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr13钢焊接接头性能张雅芝1，张国栋2，杨辉2，王麒瑜2(1.中车株洲电机有限公司，株洲　412000；2.武汉大学动力与机械学院，武汉　430072)摘要：采用ER309L氩弧焊丝的奥氏体焊材和ERNiCrFe-3镍基焊丝的镍基焊材对Cr13钢母材进行TIG焊接，通过无损检测、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能试验，对两种焊材的焊接接

2、头性能进行研究.结果表明，两种焊接接头均未发现焊接缺陷，焊接接头属于高强匹配，弯曲性能合格.与奥氏体焊材焊缝相比，镍基焊材的焊缝冲击韧性低，硬度高，耐电化学腐蚀性能高.关键词：铁素体不锈钢；奥氏体焊材；镍基焊材；钨极氩弧焊中图分类号：TG401文献标识码：Adoi：10.12073/j.hjxb.20183902100序　　言Cr13钢焊接材料的选择提供理论依据.Cr13铁素体不锈钢是市场上主要的铁素体不1试验方法锈钢钢种之一，冷却硬化少，有优异的抗氯化物应力腐蚀性能，具有良好的塑、韧性，常用于车辆结母材的规格为300mm×

3、200mm×12mm，试板构、压力容器、汽轮机叶片等部件.Cr13钢在国内加工为V形坡口，坡口形式如图1所示.试验所用的生产应用与世界发达国家还存在差距，生产工作Cr13钢和ER309L氩弧焊丝、ERNiCrFe-3镍基焊者与科研工作者已经开始重视并研究这类钢的技丝的化学成分如表1所示，表2为TIG焊的工艺参数，打底焊道清理方法为机械加工、砂轮机打磨，层术问题[1-3].间焊道清理方法为砂轮机打磨.焊接时采用远红外ER309L氩弧焊丝合金含量高，可有效地保证温度计对层间温度进行监控，温度控制在150℃以焊缝接头的Cr，Ni等

4、合金元素的含量，减少M23C6下，不预热以及不进行焊后热处理.采用ER309L在晶界处的析出；ERNiCrFe-3焊丝以镍为基，具有氩弧焊丝和ERNiCrFe-3镍基焊丝的焊接接头试样耐活泼性气体、苛性介质腐蚀的良好性能.奥氏体编号分别为A，B.试验得到的两组焊接接头进行射焊材和镍基合金焊材用来焊接铁素体不锈钢时都线检测；把焊接接头分别制成拉伸的标准标样，利属于异质焊材，相比于同质焊材，所焊成的焊缝具用WE-100液压式万能试验机和JB-30A摆捶式冲有较好的塑韧性，通常不需要对焊接构件进行预热击试验机测试焊接接头的力学性能

5、.或焊后热处理，工艺简单，应用较多[4-6].60°~70°使用TIG焊焊接Cr13高纯度铁素体不锈钢，可防止在焊接过程中熔融金属吸氮、碳，焊接接头性能降低，且焊接电流较小，可减小Cr13钢热影响121.0~1.5区脆化的倾向[7-9].采用不同焊接材料对Cr13钢进4~6行TIG焊接，通过无损检测、显微组织、力学性能和耐腐蚀性能试验，比较ER309L氩弧焊丝和ERNi-图1焊接接头坡口示意图(mm)Fig.1SketchmapofweldinggrooveCrFe-3镍基焊丝对焊接接头组织和性能的影响，为如图2所示，利用线

6、切割方法对焊接接头进行收稿日期：2017−04−08非标准取样，在垂直焊缝方向留2mm作微观金相基金项目：国家自然科学基金(51374151)；湖北省自然科学基金资助项目(2014CFB707)和对应位置的断口分析.选用三氯化铁盐酸水溶第8期张雅芝，等：采用镍基和奥氏体焊材焊接Cr13钢焊接接头性能103表1母材及焊材化学成分(质量分数，%)Table1Chemicalcompositionsofbasemetalandweldingmaterials材料CMnSiSPNiCrMoCr130.0480.690.350.007

7、0.0260.3112.780.045ER309L≤0.031.0~2.50.30~0.65≤0.03≤0.0312.0~14.023.0~25.00.75ERNiCrFe-30.03~0.060.20.3≤0.015≤0.01534.021.0余量表2焊接工艺参数Table2Weldingparametersofweldingmethods焊接电流焊接电压焊接速度保护气体流量焊层厚度平均焊接热输入工艺I/AU/Vv/(mm·mm−1)q/(L·min−1)d/mmE/(J·mm−1)直流正接115~1209~1270~90

8、151.5~2.012.34纯氩保护气体(≥99.95%)液和苦味酸溶液对接头试样进行腐蚀，采用Oly-和焊缝达到了冶金结合.熔合线附近的热影响区由mpusPMG3型金相显微镜和FEIQuanta200型扫于处于过热的状态，晶粒有明显粗化，A试样粗晶描电镜观察试样的显微组织，并观察试样断口