316L是一種超低碳奧氏體不銹鋼，因其具有優(yōu)良的力學(xué)性能、焊接性能及耐高溫耐強酸腐蝕性能，近年來在壓力容器、腈綸蒸發(fā)裝置、化肥裝置、海洋裝置等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。由于焊接接頭的性能將直接影響到產(chǎn)品的壽命及可靠性，因此，研究316L不銹鋼焊接接頭性能具有重要意義。采用不同焊接方法對316L鋼進行焊接，通過焊接接頭的拉伸、彎曲試驗，顯微硬度測試和顯微組織觀察，研究了焊接接頭的性能，為實際生產(chǎn)提供參考。
母材316L（國內(nèi)牌號為00Crl7Nil4Mo2）鋼經(jīng)固熔處理后其屈服強度σ0.2≥177MPa，抗拉強度σb≥480MPa，伸長率δ5≥40%，維氏硬度≤200HV。試件厚度為22mm，開雙邊V型坡口，坡口角度為60°，鈍邊為2mm，裝配間隙為1mm；焊接前應(yīng)嚴(yán)格清除焊接區(qū)的油污、水分和雜質(zhì)。根據(jù)316L鋼的特點及其應(yīng)用實際，采用MAG焊和焊條電弧焊（SMAW）兩種方法進行焊接。MAG焊時，保護氣體為80%Ar+20%CO2，流量15L/min；背面采用碳弧氣刨、砂輪清根后焊接。SMAW時采用直流反接。焊接工藝參數(shù)如表1所示。為防止碳化物析出敏化及晶間腐蝕，應(yīng)嚴(yán)格控制層間溫度和焊后冷卻速度，要求焊接時層間溫度控制在60℃以下。
表1焊接工藝參數(shù)
表1 焊接工藝參數(shù)
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焊接方法 |
打底焊 |
填充焊 |
蓋面焊 |
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電流/A |
電壓/V |
電流/A |
電壓/V |
電流/A |
電壓/V |
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MAG焊 |
140 |
20 |
180～220 |
27～30 |
180～200 |
27～30 |
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SMAW |
90 |
23 |
160 |
26～27 |
160 |
26～27 |
為了滿足焊接接頭具有與316L鋼母材相同的性能，同時增強接頭抗熱裂紋和晶間腐蝕能力，使接頭中出現(xiàn)少量的鐵素體，焊絲采用與母材同質(zhì)的CHM-316L，焊條采用鈦鈣型藥皮的超低碳不銹鋼焊條CHS022。
20%CO2+80%Ar混合氣體保護MAG焊時接頭在拉伸試驗時斷裂在焊縫中心位置，而SMAW接頭拉伸斷裂在熱影響區(qū)。SMAW焊縫金屬的硬度比MAG焊焊縫金屬的硬度高。SMAW焊縫金屬中δ鐵素體含量比MAG焊焊縫金屬中δ鐵素體含量高。（榕霖）
