022Cr12鐵素體不銹鋼是20世紀(jì)80年代開發(fā)的新鋼號,它的耐大氣腐蝕及耐磨性都很優(yōu)良,強度與塑韌性可與常用耐候鋼媲美,是一種經(jīng)濟型不銹鋼。如果鋼材或焊材的化學(xué)成分與組織控制不嚴(yán),或者焊接輸入較大,將容易造成焊接熱影響區(qū)的晶粒嚴(yán)重長大,從而使焊接熱影響區(qū)塑韌性及耐蝕性下降。為此,從焊接性上綜合考慮,要嚴(yán)格控制碳含量的下限,適當(dāng)提高鎳含量;選用較小的焊接熱輸入,就能使焊接熱影區(qū)晶粒細化,就能保證焊接熱影響區(qū)在0℃、常溫和-40℃都具有良好的塑韌性能。經(jīng)過多次焊接工藝試驗,選用熔化極混合氣體(保護氣體:97%Ar+3%O2)保護焊進行焊接,焊縫沒有出現(xiàn)裂紋,焊縫表面成形美觀,完全滿足產(chǎn)品需求。


  這種鋼的焊接構(gòu)件在歐洲、南美等國已經(jīng)大量在鐵路貨車上應(yīng)用,同樣這種鋼的焊接構(gòu)件在我國大秦鐵路運煤敞車上已批量使用,有很廣闊的使用前途。


  為了提高焊接熱影響區(qū)的綜合力學(xué)性能,特別是塑、韌性,在022Cr12型鐵素體不銹鋼的基礎(chǔ)上,通過進一步降低C、Cr含量、提高Ni含量、添加少量Cu,開發(fā)出了Cr11型超級馬氏體不銹鋼,其化學(xué)成分和焊縫力學(xué)性能見表4-58和4-59。這類鋼無論在母材還是在焊接熱影區(qū)的組織全部為超低碳軟馬氏體,它具有較高的強度和韌性,同時還具有良好的耐蝕性。


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  焊接工藝對焊接接頭的性能具有重要影響,為了保證焊接接頭的綜合性能,特別是低溫沖擊性能,提高焊接效率,國內(nèi)外普遍采用熔化極氣體保護焊,但對于像車輛這樣承受動載的焊接結(jié)構(gòu),接頭的疲勞強度非常關(guān)鍵。為了提高焊接接頭的疲勞強度,Lars-Erik Stridh 試驗研究了Cr11型超級馬氏體不銹鋼的激光-電弧復(fù)合熱源焊接工藝。試驗結(jié)果表明,激光-電弧復(fù)合熱源焊接工藝與MIG/MAG比較,焊接速度由12~15mm/s提高到55~60mm/s,焊接熱輸入可以控制在0.25kJ/mm,焊接變形非常小,激光-電弧復(fù)合熱源焊接工藝使焊縫的金屬的余高有效控制,焊縫到母材的過渡非常平滑,如圖4-23所示。焊接接頭的疲勞壽命與MIG/MAG焊相比提高100%。目前已經(jīng)開始將激光-電弧復(fù)合熱源焊接工藝應(yīng)用于貨運汽車、鐵路車輛底架的焊接和油氣輸送管網(wǎng)上的焊接。


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