焊接方法及焊縫保護(hù)采用TIG焊方法,試板尺寸為500mm@100mm@6mm,V形60b坡口對(duì)接,單面焊雙面成形技術(shù),分多層和多層加封底焊兩種工藝條件,焊接規(guī)范如所示。由于在高純度Cr26Mo1鐵素體不銹鋼中,C,N,O等雜質(zhì)元素含量極低,在施焊過程中必須防止帶入C,N,O等雜質(zhì),對(duì)焊縫附加拖罩氬氣延續(xù)保護(hù)和背襯保護(hù)[6],其工藝參數(shù)。
焊接質(zhì)量檢驗(yàn)對(duì)接頭外表面觀察,焊縫呈銀白色和淡黃色的金屬光澤,屬于良好的保護(hù)等級(jí)。經(jīng)宏觀檢查和X射線無損探傷證明,焊縫截面豐滿,余高合理,未發(fā)現(xiàn)氣孔、未熔合及未焊透等缺陷。焊前未預(yù)熱,焊后未發(fā)現(xiàn)焊接裂紋,表明焊接接頭質(zhì)量合格。
接頭的宏觀組織和顯微組織Cr26Mo1鋼鎢極氬弧多層對(duì)接焊縫的宏觀組織如所示,中間為焊縫金屬組織。由于是多層焊,層與層互相重疊,各個(gè)焊接縫特征區(qū)的宏觀組織也互相重疊。
隨著鋼中C和N含量大幅下降,w(C)+w(N)<(150250)@10-6,其延性和韌性會(huì)顯著提高。當(dāng)然,高純度鐵素體不銹鋼的力學(xué)性能,除受化學(xué)成分影響外,還受熱加工過程和某些物理冶金反應(yīng)的影響。本文測(cè)試的高純鐵素體不銹鋼母材和焊接接頭試樣的力學(xué)性能列。
可見,高純度Cr26Mo1鋼具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。二種焊接工藝得到的接頭,其強(qiáng)度和延性優(yōu)良,各個(gè)特征區(qū)硬度基本一致,尤其是焊縫金屬和熱影響區(qū)的沖擊韌度也較高,綜合力學(xué)性能均達(dá)到母材水平。將接頭面彎和背彎180b,焊縫區(qū)未出現(xiàn)裂紋。曾只用TIG焊接,結(jié)果焊縫沖擊韌度較低,達(dá)不到要求。利用自制的焊接工作臺(tái),在施焊過程中采用焊槍、背襯和拖罩同時(shí)進(jìn)行氬氣保護(hù)[6],對(duì)保證焊縫、熱影響區(qū)具有高的沖擊韌度起重要作用。
沖擊斷口形貌焊縫的沖擊試樣斷口,用肉眼和放大鏡觀察時(shí),斷口呈纖維狀,暗灰色。斷口上只有纖維區(qū)和剪切區(qū),斷裂前產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形。經(jīng)母材和焊縫沖擊斷口試樣的掃描電鏡分析,表明其微觀形貌特征皆為韌窩斷裂。焊縫區(qū)韌窩形狀與母材相同,為撕裂韌窩,呈長圓形、橢圓形或拋物線形,韌窩中間有卵石形和長條形第二相和夾雜物粒子。
?。?)對(duì)新型Cr26Mo1鐵素體不銹鋼,采用手工鎢極氬弧焊,并附加拖罩和背襯氬氣延續(xù)保護(hù),焊接工藝規(guī)范合理,焊縫質(zhì)量良好。
(2)多層和多層封底對(duì)焊的二種接頭,焊縫的強(qiáng)度、延性和韌性均達(dá)到母材水平,焊接接頭具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能。