对焊接速度对核级不锈钢焊缝组织和力学性能的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.comr缛掳试验研究焊接速度对核级不锈钢焊缝组织和力学性能的影响北京科技大学国家材料服役安全科学中心(100083)曹鑫源罗奎林陆永浩中广核工程有限公司设计院(深圳市518172)匡艳军摘要利用激光焊接工艺焊接核级不锈钢，通过改变激光焊接速度得到不同的焊接接头，研究了不同焊接速度下焊缝区的组织形貌；通过拉伸试验和冲击试验测试了不同激光焊接速度下焊接接头的力学性能。试验结果表明：随着激光焊接速度的增加，焊缝中铁素体含量逐渐增加；焊接接头强度升高，断后伸长率和冲击韧性先增加后降低；激光焊接接头力学性能优于母材。关键词：核级不锈钢

2、焊接速度组织力学性能中图分类号：TG147．1热影响区宽度较大，晶粒发生粗化，同时接头中也存在0前言气孔和焊接裂纹，从而导致奥氏体不锈钢激光焊接头核电一回路管道是核岛反应堆冷却系统的关键部的抗拉强度偏低。K．Benyounis等人试验表明随着分，传统焊接方法极易在主管道焊缝产生较大残余应激光功率的增加，接头的拉伸强度先增大后减小，接头力，并造成热影响区敏化，从而使接头发生高温水应力的抗冲击性能增强；随着焊接速度和离焦量的增加，接腐蚀破坏的可能性大大增加J。激光焊具有深宽比头的拉伸强度减小。但目前对于核级不锈钢的激光焊高、焊缝宽度小、热影响区小、变形小的特

3、点，且焊接速报道较少。文中主要研究了2mm厚核电不锈钢材料度快，焊缝平整、美观，焊缝质量高，焊后无需处理或只的激光焊工艺，通过对不同焊接速度下激光焊接接头需简单处理，可精确控制，聚焦光点小，定位精度高，易的组织和相应的拉伸性能和冲击性能的测试，得到不实现自动化J。研究激光焊技术应用于核电主管道同激光焊接速度对核级不锈钢组织和力学性能的影不锈钢焊接具有重要意义。响。激光焊中焊接工艺参数的变化对焊接材料性能的1试验材料及方法影响很大。谷诤巍等人发现随着激光焊接速度的增加，超强度钢焊缝组织中原奥氏体晶粒尺寸变小，焊缝1．1试验材料和焊接工艺参数中心由细小的胞状

4、树枝晶变为等轴晶。焊缝硬度随着试验中采用的焊接材料为国产核电离心铸造一回焊接速度的增加而增大。李艳丽等人研究发现由于路主管道材料Z3CN20—09M，其化学成分如表1所示。表1核电主管道不锈钢的化学成分(质量分数，％)焊接所用薄板的尺寸为300mmX75mm×2mm，接时采用自熔焊，不填充焊料，在表面沿板件长度方向激光焊接薄板时使用大功率SLCF—X1225型CO：激直接焊接。焊接速度参数列于表2。光焊接机。焊接过程用氩气保护，气体流量为20l_／min，在后续的试验讨论中及图表中，Q，Q：，Q，，Q表功率恒定为2．5kW。板件上不开坡口，两端约束。焊示

5、4种不同焊接速度的试样，BM代表基体母材试样。1．2试验方法1．2．1焊缝组织的观察收稿日期：2013—11—06基金项目：国家科技重大专项课题(2011ZX06004—009—0603)；广东省在制取焊缝接头试样时，首先去掉起焊和收焊部产学研结合项目(2011A090200096)位，然后在焊板上等距的三个位置取样。焊缝组织试442014年第7期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.

6、com俘试验1J研究1J。冤1J1J1J23456789m2O05．HuangR，KangL，MaX．Microstructureandphasecon—吴世凯，肖荣诗，陈凯．大厚度不锈钢板的激光焊接positionofalow--powerYAGlaser·-MAGweldedstainless[J]．中国激光，2009，36(9)：2422—2430．steeljoint[J]．JournalofMaterialsEngineeringandPer-谷诤巍，于思彬，韩立军，等．激光焊接速度对超高强formance，2008，17(6)：928—935

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8、labiA，HashmiM．Multi—responseoptimi—米谷茂．残