15-5PH不銹鋼等離子弧焊接及焊后熱處理.pdf

1、近年來，馬氏體沉淀硬化不銹鋼以強度高、耐蝕性好，綜合性能優(yōu)異，被廣泛應用于航空航天、海洋、兵器工業(yè)等領域。由于這類零部件服役環(huán)境惡劣，所以在采用焊接熱加工時，對焊接接頭的質(zhì)量要求更高。在使用傳統(tǒng)熔化焊時，容易產(chǎn)生焊縫偏析、接頭軟化、強度降低等問題，而使用固態(tài)焊接、高能束焊接時可以有效的減小這些問題，因此選擇等離子弧焊接進行試驗并且有必要嚴格的制定焊接工藝及焊后熱處理工藝。本文以6mm厚的15-5PH為研究對象，開展等離子弧焊接及焊后熱處

2、理。通過焊接工藝試驗，研究等離子弧焊接中焊接電流、離子氣流量、焊接速度對焊縫成形及力學性能的影響?；趯δ覆臒崽幚淼难芯?，應用到焊接接頭上；分析不同焊接熱處理方式對焊接接頭的組織與性能影響。
　　試驗結果表明，焊接電流及離子氣流量對接頭成形及力學性能有重要影響，在一定范圍內(nèi)增加焊接電流及離子氣流量，可提高電弧穿透能力，有效避免未焊透和氣孔等缺陷，提高焊縫力學性能；隨著焊接速度的增大，焊接線能量降低，焊縫熔寬減小，正面余高增大，但對

3、力學性能影響較小。對于氣孔，特別是貫穿性氣孔可以通過改變冷卻條件（預熱并降低焊接速度）來降低產(chǎn)生的可能性。
　　正交優(yōu)化試驗中，等離子弧焊接最佳工藝為焊接電流220A，離子氣流量3.0L/min，焊接速度400mm/min，焊后無缺陷，其中離子氣流量為主要影響因子。接頭主要分為焊縫區(qū)、粗晶區(qū)、兩相區(qū)及母材區(qū)。與TIG對比中發(fā)現(xiàn)，由于TIG焊時，焊接線能量高且多道焊接，使得PAW接頭焊接熱影響區(qū)小于TIG接頭，性能也更佳，抗拉強度達

4、1100MPa，沖擊韌性為20.5J，延伸率為8.0％。
　　母材經(jīng)過1050℃1h固溶處理后，組織為淬火馬氏體。再經(jīng)550℃4h時效處理后逆轉(zhuǎn)變奧氏體及析出相開始出現(xiàn)，隨著時效溫度的增大，逆轉(zhuǎn)變奧氏體含量增多，析出相粗化降低了材料的抗拉強度，改善了材料的沖擊韌性。
　　固溶處理及固溶時效處理后，焊接接頭兩相區(qū)基本消失。固溶時效態(tài)的接頭具有最好的綜合性能，組織為回火馬氏體+逆轉(zhuǎn)變奧氏體。單一時效的接頭兩相區(qū)依然存在，且與焊態(tài)