工艺参数对304L不锈钢GTAW熔覆金属中铁素体含量的影响

奥氏体不锈钢焊缝金属的铁素体含量和形态会显著影响其性能,为探究焊接工艺参数对焊缝内铁素体数的影响规律,文中对304L不锈钢在氩氮混合气体保护下进行了GTAW工艺试验,研究了保护气中的氮气含量、电弧电压和焊接速度三个主要工艺参数对熔覆金属中铁素体含量及微观组织的影响规律。结果表明,增大混合保护气中氮气百分比或增大电弧电压均可使熔覆金属铁素体数减小,而增大焊接速度可使熔覆金属铁素体数增大;在多层多道焊情况下,由于存在层间的焊接热循环影响,熔覆金属平均铁素体数的实测值要低于WRC-1992的预测结果;基于磁测量原理的铁素体检测仪在测量薄板熔覆金属铁素体数时,测量结果会低于实际铁素体数,并且测量值会随焊缝金属截面积减小而减小。     

Ar-N2混合气体对奥氏体不锈钢焊缝化学成分的影响

为了验证Ar-N2混合气体对焊缝中各元素含量和焊缝铁素体数(FN值)的影响,对SS304L奥氏体不锈钢进行了4种比例的Ar-N2混合气体GTAW多层多道焊接试验,研究了4种Ar-N2比例对焊缝金属中各元素含量的影响,以及每条焊缝中各元素含量随着焊道层数的变化趋势。结果表明,不同保护气体类型的11种焊缝化学元素中,只有N元素随着保护气体中氮气比例的升高而明显增加,其它元素则没有明显的影响;经过汇总分析,认为由于稀释率的原因,导致各元素含量在同一保护气体焊缝中的规律为：C元素含量随着层数的增加而下降;Si,P,S和Nb元素含量随着层数的增加无明显上升或下降趋势;Mn,Ni,Cr,Mo和Cu元素含量随着层数的增加而上升;而N元素在纯氩气保护SG-A时的含量随着层数的增加而稍微下降,在SG-AN-0.5,SG-AN-1,SG-AN-1.5 3种保护气体中N元素含量随着层数的增加而上升;分析结果也表明,Creq/Nieq值和FN值有相同的变化趋势,都与氮气含量呈现反比关系。 创新点： 采用了阶梯式的多层多道焊,保留了各层焊缝的原始信息,验证了GTAW焊接方法在保护气体中添加氮气对奥氏体不锈钢焊缝各种化学元素成分的影响,为Ar-N2混合气体GTAW焊接奥氏体不锈钢在工程中的应用提供了可参考的试验数据。     

氮在不锈钢GMAW电弧中的过渡规律及对焊缝组织和性能的影响

在不锈钢熔化极气体保护焊(GMAW)中，通过向保护气中加入定量的N₂实现了对焊接接头组织和性能的精确调控。结果表明，增加保护气中的N₂含量、减小送丝速度或者提高焊接电压都会使得熔覆金属中的N含量升高，同时铁素体数(FN)减少；经典的WRC-1992相图无法精确地预测多层焊熔覆金属的FN,在FA凝固模式下焊缝金属的FN预测值比实测结果低约2.7;在保护气中添加10%的N₂,可以在保证FA凝固模式不变的同时，精确地控制铁素体数在3.0左右，同时接头的耐点蚀性能显著提升。与前期的GTAW添加N₂的结果对比发现，GMAW工艺下N元素更难向熔池过渡，需要添加的N₂量约为前者的10倍。