430不锈钢激光和TIG焊接行为研究

论文摘要

不锈钢由于其具有优良的耐腐蚀性能,在我国的经济建设中有举足轻重的地位,被广泛应用于船舶、车辆、汽车、桥梁、建筑及家电设备等行业。在不锈钢加工工艺中,焊接是最主要的必不可少的加工技术。焊接件的数量、品种、规格在不断的增加,对焊接工艺的要求也越来越高。本文分析了不锈钢焊接过程中存的问题,概述了激光焊接和钨极氩弧焊的工艺要素及其在不锈钢焊接中的研究现状。针对430铁素体不锈钢激光焊接和钨极惰性气体保护焊的相关问题开展研究,内容包括对不锈钢进行激光焊接和钨极氩弧焊接,利用金相显微镜,显微硬度计,万能拉伸试验机,冲杯试验机等测试手段,对焊接接头的微观组织结构,显微硬度,接头力学性能,焊缝冲压成形能力等进行分析,探讨焊缝组织与力学性能的关系。研究结果表明,不锈钢薄板激光脉冲焊接时,为获得表面成形良好的焊缝,应选择较小的焊接电流,较高的焊接速度;激光焊缝由中心较大的胞状晶和焊缝边缘的柱状晶组成,焊缝组织为铁素体和分布在晶界间的碳化物;焊缝中心硬度显著高于热影响区和母材,几乎为母材的两倍。焊缝抗拉强度强于母材;430铁素体不锈钢激光焊缝对晶间腐蚀敏感,晶间腐蚀后焊缝断裂于析出碳化物较多的热影响区。钨极氩弧焊时,焊接线能量是影响焊接质量的重要因素;焊缝中心存在少量等轴晶,偏离焊缝中心出现较大的胞状晶,接近母材的热影响区则为柱状晶,晶间存在马氏体析出;再结晶形成细小的再结晶新晶粒,减小了焊缝晶粒粗化的倾向;焊缝硬度稍高于母材,高温热影响区硬度显著提高;成形良好的接头抗拉强度稍高于母材,部分试样拉伸断裂起源于热影响区,断口为脆性断裂形貌。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 激光焊接概述
• 1.2 钨极氩弧焊概述
• 1.3 不锈钢的焊接性
• 1.4 不锈钢激光焊接研究概况
• 1.5 不锈钢 TIG 焊接研究概况
• 1.6 本论文的主要工作
• 2 试验材料及试验方法
• 2.1 实验设备
• 2.2 焊接材料
• 2.3 激光焊接工艺参数选择
• 2.4 钨极氩弧焊工艺参数选择
• 2.5 试验过程
• 2.6 本章小节
• 3 不锈钢激光焊缝组织和性能分析
• 3.1 焊缝成形及相关分析
• 3.2 激光焊接接头显微组织
• 3.3 硬度试验结果及分析
• 3.4 拉伸性能测试与分析
• 3.5 冲杯试验结果与分析
• 3.6 晶间腐蚀结果及分析
• 3.7 本章小节
• 4 不锈钢 TIG 焊试验结果分析
• 4.1 引言
• 4.2 焊缝形貌
• 4.3 显微组织
• 4.4 硬度测试
• 4.5 拉伸试验
• 4.6 本章小节
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献