316不锈钢与2205不锈钢焊接接头组织与性能的研究【字数：20894】
摘 要为了满足实际工程应用，在使用新型焊接方法的同时，人们也开发了异种材料相互连接的焊接方法。异种材料相互连接可以充分利用多种材料之间的优势，从而制造出性能优良，力学性能远在两种材料之上的新型材料。本课题采等离子弧焊接和钨极氩弧焊两种焊接方法，对厚度为3mm的316奥氏体不锈钢和2205双相不锈钢板进行对接焊接，分析不同焊接方法下焊接接头的宏观结构、微观组织、力学性能以及耐腐蚀性能，结果表明在钨极氩弧焊中，添加ER2209焊丝的焊接接头组织更细密；在等离子弧焊接中，随着焊接电流输入的增大，晶粒有粗化的趋势，且等离子弧焊接比钨极氩弧焊得到的焊接接头组织更为细密；通过力学性能测试，发现钨极氩弧焊添加焊丝的力学性能更优良，等离子弧焊接中，随着焊接电流的增大，焊接接头的力学性能降低，且等离子弧焊接75A要强于钨极氩弧焊添加焊丝的力学性能；通过电化学腐蚀测试，发现钨极氩弧焊添加焊丝的耐腐蚀性更强，在等离子弧焊接，随着焊接电流的增大，焊接接头的耐腐蚀性能增强，且等离子弧焊接95A的耐腐蚀性能要强于钨极氩弧焊不添加焊丝的性能。 本课题采用不同的焊接方法所得到的焊接接头，均满足使用要求，其中等离子焊接方法更加优良。由此可见，对于绝大部分的异种钢焊接材料，只要焊接方法得当，选材工艺合适，都可以得到理想的焊接工件。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 异种不锈钢等离子弧焊接和钨极氩弧焊焊接研究现状 1
1.2 异种不锈钢等离子弧焊接和钨极氩弧焊耐腐蚀性研究现状 4
1.3 本课题研究内容 5
1.4 技术路线 7
第二章 实验材料、设备及方法 8
2.1 实验材料及设备 8
2.1.1 实验材料 8
2.1.2 实验设备 8
2.2金相试样制备与组织观察 9
2.2.1金试样相制备 9
2.2.2金相组织观察 10
2.3 力学性能测试 11
2.3.1 接头显微硬度测试 11
2.3.2 接头拉伸强度测试 12
2.4 耐腐蚀性能测试 13
2.4.1 实验前准备及材料 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3
2.4.2 耐腐蚀性实验过程及步骤 14
第三章 实验结果与分析 15
3.1 焊接接头金相分析 15
3.1.1 同种焊接方法不同焊接工艺的金相组织分析 15
3.1.2 不同焊接方法不同焊接工艺的金相组织分析 19
3.1.3 焊接接头金相组织分析小结 25
3.2 焊接接头性能分析 26
3.2.1 接头显微硬度分析 26
3.2.2 接头拉伸强度分析 28
3.2.3 电化学腐蚀性分析 30
3.2.4 接头性能分析小结 33
第四章 结 论 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 异种不锈钢等离子弧焊接和钨极氩弧焊焊接研究现状
如今，随着国民经济的日益提高，现代工业的迅速发展，不锈钢材料具有耐腐蚀性能优良、可冷加工、可热加工等优良性能，在重工行业、航空飞人、水利造船、焊接材料等领域的运用迅速普及，同时对不锈钢性能要求也愈来愈高，在新材料和新工艺材料具有更高更好性能的同时要尽量降低材料的生产制造成本，因此，新材料的开发便显得尤为重要，迫在眉睫。本课题实验使用等离子弧焊接和钨极氩弧焊两种焊接方法，对厚度为3mm的316奥氏体不锈钢和2205双相不锈钢板进行对接焊接，从而研究异种不锈钢在组织性能，力学性能上的优劣。
在工业迅速发展的今天，传统的焊接方法已经不再能满足生产的实际需求，为了增强产品的耐腐蚀性和抗拉抗压强度等力学性能，在使用新型的焊接方法焊接的同时，人们也开发了异种材料相互连接的焊接方法。异种材料的相互连接可以弥补同种材料间易断易脆的劣势，充分利用两种或多种材料之间的优势，从而制造出性能优良，甚至力学性能远在两种材料性能之上的新型材料。在满足产品的价值需求的同时，人们尽可能的降低产品的生产制造成本，此项技术具有广泛发展前景，市场广阔。
等离子弧焊接是一种通过使用高度集中的等离子束流从而获得相应的能量来熔化母材的焊接过程，通常情况下等离子电弧的能量是由等离子气体的流量、焊枪喷嘴的压缩效果和焊接过程中的使用电流大小来决定的，具有焊接速度快、焊接速度集中、热影响区域小、无需开坡口等诸多优点，是现代的焊接工业中广泛使用的一种焊接方法
钨极氩弧焊又称TIG焊，是一种通过在工作物和非消耗性电极之间产生热量的电弧焊焊接方式。在焊接的过程中，为了防止空气混入焊道污染焊接接头，常采用氩气保护焊接受热区域，即使用钨棒作为电极，氩气作为保护气体的焊接方法，在焊接过程中可以根据焊接工艺要求进行加焊丝或者不加焊丝处理。钨极氩弧焊有诸多优点，如氩气作为保护气体，可以防止周围空气进入焊缝从而获得高质量的焊接组织；可进行全方位焊接和单面焊双面成型等多种技术焊接，适合薄板焊接也减少变形；焊接过程中不产生飞溅或仅产生少量飞溅，焊缝成型美观。同时钨极氩弧焊也有一些缺点，如保护气体氩气容易受气流影响，不适于室外操作；焊接成本过高等诸多因素。
董文宁[1]等通过等离子弧焊接技术及其高效的运用的分析研究，从等离子弧焊接的原理、技术特点出发，阐明了等离子弧焊接技术在焊管、配管、焊接接头、不锈钢储运灌箱、不锈钢染整设备、低温气瓶、特种材料化工容器、食品机械、气氛工业炉、军工装备、阀门堆焊等众多领域上均有应用。同时提出来产品质量的优劣是由内部质量和外部质量共同决定的，在实际生产中应做到内外兼备，这不仅需要合理的劳动力，还需要先进的工艺、先进的设备和先进的管理理念来支撑引领。
高杰[2]等通过对分析国内外对异种钢焊接现状的研究，得出了异种钢由于不同钢种之间的化学成分和组织性能的差异，容易在焊接过程中产生焊接裂纹，焊缝组织不均匀及焊接性能不稳定等一系列问题，并且针对异种钢焊接过程中不同部位产生的不同问题，提出了优化填充材料和简化焊接工艺等解决焊接问题等一系列方案。
段少章[3]等通过采用不同的焊接材料通过对研究钨极氩弧焊和手工电弧焊的焊接方法对15CrMoG与20G的焊接影响，进行了射线探伤、焊后热处理、硬度检测、金相试验等一系列的检验，从经济条件和使用实际出发，得出了异种钢焊接多采用“低配”的焊接条件，即焊材便宜，工艺成熟，操作简单。
黄鹏[45]等通过对异种钢焊接时的控制焊接热输入量，在不进行焊接前的预热情况下，完成了对SHT1080钢和Q460钢的 “低强匹配”焊接，研究结果表示异种钢的“低强匹配“焊接会致使焊接裂纹的形状有所改变，使其呈弯曲状从融合区域向熔合线扩展。
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 异种不锈钢等离子弧焊接和钨极氩弧焊焊接研究现状 1
1.2 异种不锈钢等离子弧焊接和钨极氩弧焊耐腐蚀性研究现状 4
1.3 本课题研究内容 5
1.4 技术路线 7
第二章 实验材料、设备及方法 8
2.1 实验材料及设备 8
2.1.1 实验材料 8
2.1.2 实验设备 8
2.2金相试样制备与组织观察 9
2.2.1金试样相制备 9
2.2.2金相组织观察 10
2.3 力学性能测试 11
2.3.1 接头显微硬度测试 11
2.3.2 接头拉伸强度测试 12
2.4 耐腐蚀性能测试 13
2.4.1 实验前准备及材料 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
3
2.4.2 耐腐蚀性实验过程及步骤 14
第三章 实验结果与分析 15
3.1 焊接接头金相分析 15
3.1.1 同种焊接方法不同焊接工艺的金相组织分析 15
3.1.2 不同焊接方法不同焊接工艺的金相组织分析 19
3.1.3 焊接接头金相组织分析小结 25
3.2 焊接接头性能分析 26
3.2.1 接头显微硬度分析 26
3.2.2 接头拉伸强度分析 28
3.2.3 电化学腐蚀性分析 30
3.2.4 接头性能分析小结 33
第四章 结 论 34
参考文献 35
第一章 绪论
1.1 异种不锈钢等离子弧焊接和钨极氩弧焊焊接研究现状
如今，随着国民经济的日益提高，现代工业的迅速发展，不锈钢材料具有耐腐蚀性能优良、可冷加工、可热加工等优良性能，在重工行业、航空飞人、水利造船、焊接材料等领域的运用迅速普及，同时对不锈钢性能要求也愈来愈高，在新材料和新工艺材料具有更高更好性能的同时要尽量降低材料的生产制造成本，因此，新材料的开发便显得尤为重要，迫在眉睫。本课题实验使用等离子弧焊接和钨极氩弧焊两种焊接方法，对厚度为3mm的316奥氏体不锈钢和2205双相不锈钢板进行对接焊接，从而研究异种不锈钢在组织性能，力学性能上的优劣。
在工业迅速发展的今天，传统的焊接方法已经不再能满足生产的实际需求，为了增强产品的耐腐蚀性和抗拉抗压强度等力学性能，在使用新型的焊接方法焊接的同时，人们也开发了异种材料相互连接的焊接方法。异种材料的相互连接可以弥补同种材料间易断易脆的劣势，充分利用两种或多种材料之间的优势，从而制造出性能优良，甚至力学性能远在两种材料性能之上的新型材料。在满足产品的价值需求的同时，人们尽可能的降低产品的生产制造成本，此项技术具有广泛发展前景，市场广阔。
等离子弧焊接是一种通过使用高度集中的等离子束流从而获得相应的能量来熔化母材的焊接过程，通常情况下等离子电弧的能量是由等离子气体的流量、焊枪喷嘴的压缩效果和焊接过程中的使用电流大小来决定的，具有焊接速度快、焊接速度集中、热影响区域小、无需开坡口等诸多优点，是现代的焊接工业中广泛使用的一种焊接方法
钨极氩弧焊又称TIG焊，是一种通过在工作物和非消耗性电极之间产生热量的电弧焊焊接方式。在焊接的过程中，为了防止空气混入焊道污染焊接接头，常采用氩气保护焊接受热区域，即使用钨棒作为电极，氩气作为保护气体的焊接方法，在焊接过程中可以根据焊接工艺要求进行加焊丝或者不加焊丝处理。钨极氩弧焊有诸多优点，如氩气作为保护气体，可以防止周围空气进入焊缝从而获得高质量的焊接组织；可进行全方位焊接和单面焊双面成型等多种技术焊接，适合薄板焊接也减少变形；焊接过程中不产生飞溅或仅产生少量飞溅，焊缝成型美观。同时钨极氩弧焊也有一些缺点，如保护气体氩气容易受气流影响，不适于室外操作；焊接成本过高等诸多因素。
董文宁[1]等通过等离子弧焊接技术及其高效的运用的分析研究，从等离子弧焊接的原理、技术特点出发，阐明了等离子弧焊接技术在焊管、配管、焊接接头、不锈钢储运灌箱、不锈钢染整设备、低温气瓶、特种材料化工容器、食品机械、气氛工业炉、军工装备、阀门堆焊等众多领域上均有应用。同时提出来产品质量的优劣是由内部质量和外部质量共同决定的，在实际生产中应做到内外兼备，这不仅需要合理的劳动力，还需要先进的工艺、先进的设备和先进的管理理念来支撑引领。
高杰[2]等通过对分析国内外对异种钢焊接现状的研究，得出了异种钢由于不同钢种之间的化学成分和组织性能的差异，容易在焊接过程中产生焊接裂纹，焊缝组织不均匀及焊接性能不稳定等一系列问题，并且针对异种钢焊接过程中不同部位产生的不同问题，提出了优化填充材料和简化焊接工艺等解决焊接问题等一系列方案。
段少章[3]等通过采用不同的焊接材料通过对研究钨极氩弧焊和手工电弧焊的焊接方法对15CrMoG与20G的焊接影响，进行了射线探伤、焊后热处理、硬度检测、金相试验等一系列的检验，从经济条件和使用实际出发，得出了异种钢焊接多采用“低配”的焊接条件，即焊材便宜，工艺成熟，操作简单。
黄鹏[45]等通过对异种钢焊接时的控制焊接热输入量，在不进行焊接前的预热情况下，完成了对SHT1080钢和Q460钢的 “低强匹配”焊接，研究结果表示异种钢的“低强匹配“焊接会致使焊接裂纹的形状有所改变，使其呈弯曲状从融合区域向熔合线扩展。
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