12mm高氮钢富氮PMIG焊接工艺试验研究(5)

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1.5.3等离子弧焊

奥氏体不锈钢和耐热钢采用等离子弧焊接的焊接性极为优良，四种形式的等离子弧焊接方法均可应用。其中穿透型焊接法的使用范围为2-10mm，且只限于平焊位置，优点是效率高，且可单面焊双面成形，熔透型板厚不限，厚板可采用多层焊，薄板可采用微束等离子弧焊。脉冲等离子弧焊的采用，进一步扩大了等离子弧焊的应用范围，甚至用于微束等离子弧焊不能胜任的超薄板焊接，也能取得良好效果。等离子弧焊接3.0-8.0mm时采用“穿透型”焊接工艺，开I形坡口，单面焊双面成形。≦3.0mm时，采用“熔透法”焊接工艺。微束等离子弧焊适用于焊接<0.5mm的薄板，此时采用卷边接头。文献综述

1.5.4电子束焊

电子束焊具有较高的冷却速度，因此可控制奥氏体不锈钢在敏化温度区间的停留时间，有助于抑制碳化物的析出。电子束焊接可使用或不使用填充金属，填充金属可以预置或采用送丝方式，送丝机构可以是专门设计的，也可以采用TIG焊送丝机构改装。电子束束流和斑点直径可以控制得很小，故能适合于超精度焊接。脉冲电子束的应用，更扩大了其应用范围，在较高的脉冲频率下，可用脉冲控制焊缝金属的凝固形态和热影响区的微观组织。尽管奥氏体不锈钢可以用多种方法成功地进行焊接，但在某些特定场合（例如在闭合结构中的接头，激光与电弧都不具备可达性，却可以利用电子束能多层穿透的特点，采用预置填充金属的方法实现焊接），却只能用电子束焊才能达到目的。

1.5.5激光焊

激光焊与电子束焊一样具有极高的能量密度（功率密度），加热范围也很小（<1mm）,热量集中，焊接速度高，使焊接残余应力和焊后变形量得以减小。激光焊胜于电子束焊的优点在于不需要真空环境，且可进行远距离传送并对一些难以接近的部位实施焊接。激光焊主要不足之处：一是激光器功率有限，因此焊接板厚受到限制；二是对装配精度要求很高，例如对深熔焊对接接头，要求装配间隙小于母材厚度的15%。此外激光焊一般不加填充金属，间隙的大小还直接影响到焊缝表面的凹陷程度。奥氏体不锈钢与耐热钢的激光焊焊接性优良，不论连续焊或脉冲焊都可获得优质焊接接头。如果激光器功率增加，可焊板厚还可加大，但功率增加是有限的。

由上比较可知采用脉冲熔化极气体保护焊焊接12mm的高氮钢是非常不错的选择，它是在一定平均电流下，焊接电源的输出电流以一定的频率和幅值变化来控制熔滴有节奏的过渡到熔池；可在平均电流小于临界电流值的条件下获得射流过渡，稳定的实现一个脉冲过渡一个或多个熔滴的理想状态——熔滴过渡无飞溅[29]。并且具有较宽的电流调节范围，适合板厚〉=1.5mm工件的全位置焊接，尤其对不锈钢等热敏感性较强的材料，可有效地控制热输入量，改善接头性能。由于脉冲电弧具有较强的熔池搅拌作用，可以改变熔池冶金性能，有利于消除气孔，未熔合等焊接缺陷[30]。由此可见，采用富氮PMIG焊焊接高氮钢具有可采取性、巨大的研究价值和实践意义。来!自~751论-文|网www.751com.cn

1.6本课题研究内容

本课题主要是针对12mm厚的高氮钢板材（Cr22Mn8NiN），采用熔化极脉冲氩弧焊（PMIG）来进行焊接工艺试验研究，通过不断的试验测试，得到获得良好焊缝的工艺参数。试验对整条焊缝进行了X光检测，同时进行了冲击试验研究，利用金相显微镜分析了焊接接头的微观组织，并对焊缝的焊接质量进行分析、电镜扫描和成分检测。主要研究内容如下：