301LN不銹鋼傾斜激光焊接微觀組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、本論文以301LN不銹鋼為研究對象，N元素的加入減弱甚至消除了不銹鋼焊接接頭的晶間腐蝕，是目前制造輕量化軌道客車的主要材料。論文研究了激光焊接301LN焊接金屬的凝固模式和微觀組織;為了增強搭接非熔透激光垂直焊接結(jié)構(gòu)的拉伸塑性及疲勞強度，本論文探索研究了激光焊接傾斜焊縫結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)和疲勞性能，并對比垂直焊縫分析了傾斜焊縫對焊接結(jié)構(gòu)斷裂塑性和疲勞強度的影響，文中所涉及到的板材材料分別為1.5mm301L-HT，2.0mm301L-DLT及

2、0.8mm301L-DLT板材;
　　試驗研究表明，激光斜焊接焊縫組織由奧氏體A和δ-鐵素體組成，焊縫柱狀晶是以δ-鐵素體為初晶相的FA模式，組織均勻、尺寸小于10um;熱影響區(qū)域小，熔合線明顯，無縮孔縮松等缺陷;焊縫中δ-鐵素體的含量隨著位置不同而發(fā)生改變，中心局部區(qū)域δ-鐵素體的含量較低;
　　在研究的4種激光焊接結(jié)構(gòu)中，1.5+0.8組合的拉伸塑性量最大，接近20mm，其余三種組合斷裂位移較小;焊接試件的拉伸變形，均集

3、中在焊縫界面附近區(qū)域，且非熔透下板焊縫的變形量大于熔透上板焊縫的塑性變形，當(dāng)其塑性變形量較大，界面剪切應(yīng)力超過焊縫界面的剪切強度時，發(fā)生剪切斷裂;相比于垂直焊縫結(jié)構(gòu)，傾斜焊縫試樣的拉伸塑性和斷裂強度均有一定程度的提高;
　　四種激光傾斜焊接結(jié)構(gòu)的疲勞斷裂均發(fā)生在非熔透下板，宏觀斷口呈現(xiàn)疲勞源區(qū)、擴展區(qū)、及最后的瞬斷區(qū)三部分，且疲勞裂紋萌生壽命占整個疲勞總壽命的絕大部分;裂紋擴展微觀斷裂機理為穿晶和晶間混合斷裂模式;與垂直焊接疲勞性