T304钢的薄板缝焊及组织性能线性研究(4)

1。3。1 氩弧焊焊接工艺(TIG)

1。3。2 熔化极气体保护电弧焊(MAG)

MAG 是一种被大量使用的焊接方法，MIG 电弧焊接中常用的保护气体是氩、氦、二氧化碳或这些气体的混合物，这种方法称为熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG)；使用

惰性气体和氧化气体的混合气体保护焊接时，可以不使用惰性气体，只用 CO2 或者加上氧气作为保护气体[9]，这种方法被称为熔化极活性气体保护电弧焊(MAG)。MAG 技术适合多数常用金属，如碳钢、合金钢等。焊缝的金相组织是奥氏体组织，呈现出了一个相对较大的柱状晶形态，如图 1-2 所示。尽管 MAG 焊接可以轻松进行全方位焊接，且焊接速度较高，熔敷率也比较高，但由于需要人工焊接，焊接时还要添丝，热输入是不稳定的，所以容易出现焊接缺陷，热影响区也相对比较大，因此大多在板材厚度超过 1。0mm 的焊接中使用。

1。3。3 搅拌摩擦焊(FSW)

图 1-2 焊接接头组织

搅拌摩擦焊是由英国焊接研究所(The Welding Institute—TWI，UK)于 1991 年发明的一项性固相焊接技术，可以在非熔化状态下实现材料的连接[10]。由于 FSW 是一种固相连接，并且热输入较低，所以接头具有比较好的力学性能，这种焊接方法是利用肩台和搅拌头以及工件之间摩擦生热使接合处的金属塑性化并且被搅拌头和肩台牵引向后流动[11]，填充成固相焊缝的过程，如图 1 - 3 所示。与传统的焊接方法相比，工件在整个焊接过程中不会熔化，所以基本不会产生气孔，接头内的残余应力和工件变形量也很小，大大降低了焊接缺陷出现的几率。

FSW 是一种新兴的焊接方法，它可以连接几乎所有的铝合金，包括熔化焊都无法处理的一些铝锂合金和异质的铝合金甚至纯钛。例如 C。H。 Muralimohan[12]等人总结了在目前的工作中，304 不锈钢和工业纯钛的 FSW 焊接使用镍作为中间层，对接头力学性能的研究表明，钛镍中间层的硬度值最高。相比电弧焊，搅拌摩擦焊既不需要气体保护，也不需要焊丝做填充材料。现在国内主要使用这种方法焊接钛合金和铝合金，而外国这种方法已被用于部分钛合金、钢铁、镁合金和铜合金，并且焊接接头的机械性能非常接

近接头。为了使 FSW 焊接适合于更多种类的钢的连接，有国外研究机构对搅拌头的材料进行了实验，以便找到最好的材料。

图 1-3 摩擦搅拌焊示意图源C于H优J尔W论R文M网WwW.youeRw.com 原文+QQ752-018766

C。Meran 等人目采用钨合金作为工具材料。对 SUS304 不锈钢的 FWS 可焊性进行了研究。可以看到，焊接接头划分成三个区域，分别是混合区(SZ)、热机械影响区(HAZ) 和接头(BM)，如图 1-4 所示。在焊接之前，工件需要预热，预热 45 秒后，焊接头移动速度为 63mm/min，工具倾角为 1。45 度，转速为 1000rpm 的时候，可获得最好的焊接效果。对焊接后试件的做拉伸试验，实验结果显示，焊件的抗拉强度与接头相当。试验还发现，冷轧的接头不适合使用 FSW 技术。接头的耐蚀性降低了，并且在搅拌区中发现了严重的腐蚀，而热影响区的情况就要好很多。在搅拌摩擦焊的焊接工艺中，焊接区域存在敏化现象，即不锈钢组织中碳和铬发生结合，在焊接过程中，出现了σ贫铬相。它导致了奥氏体晶界腐蚀，使得材料无法耐应力腐蚀[13]。在分析了接头的金相组织后，发现在搅拌摩擦焊的焊接过程中发生再晶现象，而在搅拌区内奥氏体向铁素体的转变过程中形成了σ相。在表 1-10 中显示了搅拌摩擦焊的典型焊接接头特性。 T304钢的薄板缝焊及组织性能线性研究(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_203316.html