[发明专利]铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法

说明书

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，采用热丝TIG焊接设备进行焊接，焊接过程中，焊丝在焊枪后方进入熔池，通过调整热丝电流值、送丝速度与焊接速度匹配，达到焊丝与熔池形成周期性的短路爆断过程。本发明的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，可将铁素体不锈钢焊缝中的等轴晶比例从传统焊缝的10％左右提升至90％以上，焊缝组织从传统的以粗大柱状晶为主变为以等轴晶为主，整体晶粒尺寸得到明显细化。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法。

背景技术

铁素体不锈钢焊管广泛应用于汽车排气系统和换热器领域，一般采用氩弧焊或激光焊接的自动化制管线，均为不添加焊材的自熔焊接。由于铁素体不锈钢在全温度范围内不发生相变，所以其自熔焊缝组织一般为粗大的柱状晶和中心区域少量等轴晶。二者在焊缝凝固时呈竞争长大的关系。在早期研发的铁素体不锈钢中，如430，焊缝几乎全部由熔合线联生长大的柱状晶组成，严重降低了焊缝的塑韧性。为了增加焊缝中等轴晶的比例，在铁素体不锈钢中添加Ti、Nb等元素，这些元素在焊缝凝固过程中起到增加形核点的作用，以增加焊缝中心等轴晶比例。但即便如此，铁素体不锈钢焊缝中等轴晶比例一般不超过20％。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法。

具体的，本发明提供的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，采用热丝TIG焊接设备进行焊接，焊接过程中，焊丝在焊枪后方进入熔池，通过调整热丝电流值、送丝速度与焊接速度匹配，达到焊丝与熔池形成周期性的短路爆断过程。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，所述焊丝进入熔池点与熔池凝固线的距离为0.5-5mm。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，所述焊丝与钨极位于与母材垂直的平面上，且焊丝经过焊接坡口中心线。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，所述焊丝与母材的夹角范围为30-60°。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，焊接过程中，热丝电流的大小等于焊丝截面积与热丝电流密度的乘积。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，所述电流密度范围为80-150A/mm²。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，焊接过程中，送丝速度是焊接速度的0.6-1.4倍。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，焊接坡口为I型，间隙为0mm。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，所述铁素体不锈钢包括：409、429、430、436、439、441、443、444、445、446铁素体不锈钢。

上述的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，所述铁素体不锈钢的厚度在2mm以下。

本发明的技术方案具有如下的有益效果：

(1)本发明的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，可将铁素体不锈钢焊缝中的等轴晶比例从传统焊缝的10％左右提升至90％以上，焊缝组织从传统的以粗大柱状晶为主变为以等轴晶为主，整体晶粒尺寸得到明显细化；

(2)本发明的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，使用已商业化的热丝TIG焊接设备实现，在焊管线现有条件下，只需要添加热丝送丝机构即可，改造成本低；

(3)本发明的铁素体不锈钢焊缝晶粒细化方法，适用于厚度在2mm以下的铁素体不锈钢，使用商业化的焊接设备，在不降低制管线原有焊接效率的前提下，通过改变焊接设备的使用方式，并匹配合适的焊接参数，达到细化焊缝晶粒的目的。

附图说明