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生产应用好接
1Cr12Ni3MoVN不锈钢TIG焊接
工艺及接头性能
南昌航空大学航空制造工程学院(330063）
周清泉帅歌旺刘泽民潘昌燃黄锋
摘要采用TIG焊焊接2.5mm厚1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈钢板材，研究焊接工艺参数对接头组织与力学性能的影响规律，并优化工艺参数。结果表明，焊接速度为0.95mm/s时，随着焊接电流的增加，接头强度先增后减；焊接速度为2.33mm/s时，随着电流持续增大，接头强度不断下降。当焊接电流为96A、焊接速度为0.95 mm/s、送丝速度为1mm/s时，工艺参数所获接头力学性能最好，抗拉强度达988.8MPa，与母材相当。硬度最高值位于焊缝处，约为611HV；最低硬度处于热影响区的回火区，约为292HV；母材硬度值约为321HV。拉伸试样均在热影响区的回火区处断裂，试样断口形貌为浅韧窝形；焊缝组织为铸态板条马氏体，完全泽火区组织为粗大的板条马氏体组织，不完全火区组织为板条马氏体-铁素体组织，回火区组织为高温回火索氏体，其硬度比母材调质回火索氏体差。
关键词：1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈钢填丝TIG焊接头性能中图分类号：TG444*.2
0序言
1Cr12Ni3MoVN(S/SJ2）是中国从英国罗尔斯-罗伊斯公司引进的材料。主要用于英国“斯贝”MK202发动机高温部件的制造。该材料拥有良好的强度、韧性和抗氧化性能，已经在多种航空发动机上用于制造高压导向叶片、高压进气厘、压气机盘、压气机叶片、涡轮轴等零部件[2-4]。
马氏体不锈钢在焊后塑性、韧性降低，而强度与硬
度增高，残余应力大，加上材料本身的率硬倾向大，易导致冷裂纹的出现，不易焊接，这很大程度限制了马氏体不锈钢的应用[5-7]。因此，有必要对这类合金的相关焊接工艺及焊接机理展开深入研究。文中采用TIG 焊焊接2.5mm厚1Cr12Ni3MoVN马氏体不锈钢板材，
研究不同焊接工艺参数对焊接接头性能的影响规律，优化工艺参数。此项研究将有利于降低该材料构件的
制造成本和难度，扩展1Cr12Ni3MoVN合金的应用。 1试验材料与方法
试验用材料为1Cr12Ni3MoVN马氏体热强不锈钢板材，调质状态供货，厚度为2.5mm，尺寸规格为 100mm×300mm，其化学成分见表1，力学性能见表 2。为了保证获得均一的马氏体组织，并且在调整成分时不出现相，因此必须用奥氏体化元素加以平衡，即应有适量的C,Mn，Ni,N。故选择具有耐高温和抗氧化性能的ER410NiMo焊丝作为填充材料，焊丝直径选择2.0mm，其化学成分见表3。试验保护气体选择纯氢气。
表11Cr12Ni3MoVN化学成分（质量分数，%）
c
0.08~0.15 抗拉强度 R_/MPa ≥946
IS ≤0.25
Mn 0.50~0.90
P ≤0.02
表21Cr12Ni3MoVN力学性能
屈服强度 R,eo.2/MPa >765
收稿日期：2015-12-23
万方数据
断后伸长率 A(%) ≥9.4
s ≤0.015
维氏硬度(HV) 321
Cr
Ni
Mo
V
N
11.0~12.5
2.0 ~3.01.50~2.000.25~0.400.02~0.04 试验焊接设备为林肯SQUAREWAVETIG-355，
水冷式焊枪。试验采用自动填丝TIG焊，接头形式为对接焊，接头坡口形式为I形坡口，单面焊双面成形。为了更好地保护焊缝，该试验焊枪焊前提前5S通保护气，焊后延时5s断气。
试验主要考虑焊接电流与焊接速度对接头的影响而设计，采用直流正接焊接电流，通过预试验初步确定
2016年第7期
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