精密成形工程

作者：高辉, 屈嘉俊, 张东升, 程进才

单位：北京石油化工学院 机械工程学院,北京 102600

关键词：304不锈钢,窄间隙,单道多层焊,微观组织,力学性能

基金：国家重点研发计划（2023YFB3407700）

目的 探究窄间隙摆动TIG焊接技术对不锈钢管材的适用性以及304不锈钢U型坡口管道搭配316L焊丝窄间隙单道多层焊焊接接头显微组织与力学性能的分布规律。方法 采用窄间隙摆动TIG焊接技术对304不锈钢进行焊接,采用光学显微镜对焊接接头的显微组织分布进行观察,并使用拉伸性能实验机、维氏硬度计、冲击性能实验机等设备对焊接接头进行拉伸测试、冲击测试、显微硬度测试以及电化学腐蚀测试,并进行分析。结果 获得了20 mm厚的优良焊接接头,焊缝成形美观,无焊接气孔,侧壁熔合良好。焊缝组织为具有方向性的奥氏体,基体上分布有微量断续骨架状铁素体,其形态主要取决于焊丝中Ni、Mo元素对铁素体的抑制作用,以及多层焊接引发的相变与组织演变。焊接热影响区（HAZ）的组织呈现明显的梯度特征：紧邻熔合线区域,奥氏体晶粒发生显著粗化。随着远离熔合线,晶粒逐渐细化,最终恢复至与母材相近的状态。相较于焊缝区域的方向性组织,HAZ的组织以等轴晶为主,方向性较弱。各区域按接头硬度从大到小的顺序依次为焊缝中心、热影响区、母材;焊缝的平均抗拉强度为563 MPa,断后延伸率在31.2%左右,热影响区的冲击韧性均值为407 J/cm2,高于焊缝区以及熔合线区域的冲击韧性;焊缝处的耐腐蚀性以及稳定性均优于热影响区以及母材的。结论 窄间隙摆动TIG焊接技术适用于不锈钢焊接,304不锈钢搭配316L焊丝的焊接接头性能优异。

来源：2026年第4期

《精密成形工程》期刊编辑部

查看精密成形工程杂志2026年第4期