焊接方法对316不锈钢焊接接头组织和性能的影响

为探究同种焊接材料焊接是否满足实际工程的应用，在采用先进焊接方法的同时，对同种钢焊接进行了进一步的实验。

本文采用等离子弧焊和钨极氩弧焊对316同种不锈钢进行焊接。用显微镜、硬度计、拉伸机等来得到焊接接头的力学性能和金相组织。实验结果表明：从焊缝的金相组织图片可以看出，焊缝的组织均为铁素体加奥氏体。在钨极氩弧焊中，填加ER316焊丝的焊接接头组织更加细密；在等离子弧焊接中，焊速控制在180mm/min时，焊接接头组织更细小。接头力学性能实验结果表明：发现钨极氩弧焊填加焊丝的力学性能更优良且两种钨极氩弧焊方法基本满足强度要求。等离子弧焊五种焊接工艺参数下的焊接接头基本满足强度要求。显微硬度实验表明：焊速在180mm/min的等离子焊接，焊接接头显微硬度最高。电化学实验结果表明：添加ER316焊丝的氩弧焊焊接接头的耐腐蚀性能最好。

本实验采用母材为316奥氏体不锈钢，采用等离子弧焊和钨极氩弧焊在不同工艺下对316不锈钢进行焊接。通过不同的实验所得到的图片及图表数据，比较在不同焊接工艺下焊接接头的宏观样貌、金相微观组织、力学性能以及耐腐蚀性能。实验结果如下:

（1）通过金相组织，发现七种焊接工艺下得到的焊缝组织均为铁素体和奥氏体，热影响区与焊缝之间都有熔合线。等离子焊接中，通过控制变量的方法，改变焊接速度和焊接电流，得到焊接电流为90A、焊接速度为180mm/min的金相微观组织更加优良，焊缝晶粒更为细小，焊接速度增加，或者焊接电流减小，焊缝晶粒也会变粗大。钨极氩弧焊中，填加ER316焊丝的焊缝晶粒比不填加焊丝的焊缝晶粒更细小，且分布均匀。

（2）通过硬度实验，发现七种焊接工艺下的硬度曲线变化不大七种焊接工艺下，显微硬度的增长都有相似的趋势：焊缝区>热影响区>母材区。等离子焊接中，焊速为180mm/min时的显微硬度最大，这是由于它的晶粒最细小，焊速增大，显微硬度也随之减小。氩弧焊中，填加焊丝一组的显微硬度要高于不填加焊丝的一组。

（3）通过拉伸实验，发现七种焊接工艺下的抗拉强度，钨极氩弧焊的的两种工艺和等离子焊接中的焊接速度为180mm/min，焊接电流为90A的工艺下，断裂位置在母材，其余的在热影响区，而且焊速为180mm/min的等离子弧焊接这组的抗拉强度最高。在实际工程中最好采用断裂位置在母材的焊接工艺。

（4）通过电化学腐蚀实验，发现在七种焊接工艺下的耐腐蚀性能和母材的耐腐蚀性能中，钨极氩弧焊填加焊丝的耐腐蚀性能最好。除了氩弧焊填加焊丝和焊速为180mm/min这两组，其余组的耐腐蚀性能都没有母材本身的耐腐蚀性能高。