06Cr19Ni10薄板焊接工艺

06Cr19Ni10稳定型奥氏体不锈钢.机械加工性能低，机械加工方便.冲压在氧化环境中具有优异的耐腐蚀性和耐热性，广泛应用于仪器.医疗设备.石油精炼.铁路机车等重要领域。但与碳钢相比，奥氏体不锈钢具有电阻率高、导热系数小、线膨胀系数大等特点，在焊接过程中会产生较大的热应力，容易烧穿，焊接变形较大。一般焊接方法(MAG.MIG等)热输人大，焊接变形严重，不适合焊接不锈钢，尤其是薄板不锈钢。TIG焊接虽然电弧稳定，可用于焊接不锈钢板，但其生产效率低，极大地限制了其在实际生产中的广泛应用。微束等离子弧焊.冷金属过渡焊接技术已成功应用于大多数金属的焊接中，已广泛应用于奥氏体不锈钢板的焊接生产中，为奥氏体不锈钢板的焊接提供了高效可靠的焊接方法。

本文对1.5mm厚06Cr19Ni10奥氏体不锈钢(304不锈钢新型号)薄板的微束等离子弧焊和CMT对焊接接头性能和显微组织进行了系统的对比分析，试验母材为1.5mm厚的06Cr19Ni10奥氏体不锈钢板，冷轧供应。微束等离子弧焊不使用任何焊接材料，直接用微束等离子弧熔化母材焊接，保护气体100%Ar;CMT选用1.0mm的ER308LSi实芯焊丝保护气体98%Ar+2%。试验材料的化学成分和力学性能分别见表1。

两种焊接方法均采用对接焊接，其中微束等离子弧焊采用双面焊接工艺，CMT焊接工艺参数见表2。焊接试件焊接后进行无损检测试验；外观检测.三种检测结果均合格，包括渗透检测和x射线检测。拉伸无损检测试验合格的焊接接头.弯曲试验.表面硬度试验.脉动拉伸疲劳试验及显微组织分析。

对06Cr19Ni10不锈钢焊接方法下的焊接接头进行拉伸试验，拉伸试验结果见表3。从表3可以看出l,试件的抗拉强度远高于母材抗拉强度的下限520MPa;但微束等离子弧焊试件平均抗拉强度为652.5MPa,低于CMT抗拉强度684MPa。

在两种焊接方法下，06Cr19Ni10不锈钢焊接接头拉伸样品断口扫描电镜图像如图4.图5所示。图4为拉伸试件断口的全貌，观察拉伸试件断口的全貌，无视觉焊接缺陷；图5为拉伸试件断口中心，拉伸试件中心形状为韧窝形状，具有韧性断裂的特点。根据图3的显微组织分析，微束等离子弧焊熔合区组织较厚，导致机械性能下降，因此断裂；CMT焊接接头显微组织优良，抗拉强度高，断母材。在两种焊接方法下06Cr19Ni10不锈钢焊接接头进行弯曲试验，所有弯曲角度为180°无裂纹，均符合标准要求，弯曲性能好。弯曲试验结果见表4。

在两种焊接方法下，06Cr19Ni10不锈钢接头显微组织：网状微束等离子弧焊接头à以铁素体为主，CMT骨架状焊缝区à铁素体为主；微束等离子弧焊接头的热影响区保留了母材的组织特性，只有少量链条分布à铁素体;CMT晶粒细化在热影响区熔合线附近，有大量链状分布à铁素体；两个熔合区组织相似，分布在厚奥氏体晶体中，平行于板条之间，其中微束等离子弧焊熔合区较宽，组织较厚。Cr19Ni10不锈钢采用微束等离子弧焊时，焊接接头的抗拉强度低于CMT焊接，两种焊接方法下的接头弯曲性能都很好。接头焊缝区的硬度低于母材区的硬度，CMT硬度值略高于微束等离子弧焊区，热影响区略小。