2205雙相不銹鋼高效化焊接接頭組織和性能的研究.pdf

1、雙相不銹鋼(DSS)是指顯微組織由鐵素體(δ)和奧氏體(γ）兩相組成的一類不銹鋼，具備優(yōu)異的物理、力學(xué)以及耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于強腐蝕環(huán)境和要求高強度的場合。置換壓榨洗漿機是造紙紙漿工序的主要設(shè)備，其壓榨輥濾板一般采用4.0 mm厚的2205雙相不銹鋼板，經(jīng)過打孔、卷板、拼焊而成，目前采用普通TIG焊工藝，設(shè)備運行過程中存在開裂、使用壽命短等問題。本文在分析現(xiàn)有TIG焊接方法接頭組織性能的基礎(chǔ)上，研究了雙相不銹鋼A-TIG焊、等離子弧焊

2、、激光焊等高效化焊接工藝及其焊接接頭的組織性能，以解決上述問題。
　　首先研究了2205 DDS普通TIG焊接接頭的組織和性能，本文將2205雙相不銹鋼TIG焊接接頭劃分為焊縫(WMZ)、高溫?zé)嵊绊憛^(qū)(HT-HAZ)、低溫?zé)嵊绊憛^(qū)(LT-HAZ)和母材(BM)四個區(qū)域，研究了不同區(qū)域的成分、組織、硬度和耐蝕性能。從WMZ到BM，奧氏體相和鐵素體相的顯微硬度均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢;綜合考慮腐蝕電位、平均鈍態(tài)電流密度和點蝕電位，可以

3、衡量出HT-HAZ的耐腐蝕性能最差，其次為WMZ，BM和LT-HAZ具有較好的耐蝕性能。
　　其次開展了4.0 mm厚2205 DSS不開坡口、單道焊雙面成形A-TIG焊接工藝的研究，分析了A-TIG焊接熱輸入對焊縫成形及微觀組織的影響，研究了不同填充材料(ER2209和ER316L)對焊縫微觀組織、硬度和耐蝕性能的影響。結(jié)果表明，A-TIG焊可以大幅度增加熔深;采用了焊接質(zhì)量稀釋率ψ的概念，并給出了質(zhì)量稀釋率和焊縫金屬中某合金元

4、素質(zhì)量百分比含量的計算方法;當(dāng)填充焊絲依次為None、ER2209和ER316L時，焊縫中Cr和Mo的含量依次降低，而Ni的含量依次增加;Cr/Ni當(dāng)量比的降低，提高了鐵素體向奧氏體相的臨界轉(zhuǎn)化溫度，有利于奧氏體相的生成，從而改善奧氏體和鐵素體兩相的平衡，同時可以影響析出物的生成;綜合微觀組織、電化學(xué)測試和化學(xué)浸泡測試結(jié)果，認為采用316L填充焊絲可以得到最佳的耐蝕性能。
　　然后試驗探索了4.0 mm厚2205雙相不銹鋼不開坡口

5、，等離子弧(PAW)單面焊雙面成形工藝，并通過改變焊縫金屬的鎳含量調(diào)控其微觀組織及性能。結(jié)果表明，當(dāng)焊縫Ni含量為5.71％時，焊縫金屬的微觀組織為典型的2205 DSS焊態(tài)組織;當(dāng)焊縫Ni含量為7.66％，為奧氏體和鐵素體雙相組織，但是奧氏體含量顯著增加，鐵素體含量明顯降低，且被奧氏體分割開來，組織較為細小;當(dāng)焊縫Ni含量為8.89％時，焊縫組織為奧氏體+板條狀鐵素體，凝固模式由FA模式轉(zhuǎn)變?yōu)锳F模式。綜合材料微觀組織、電化學(xué)測試和化