机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (20): 72-80.doi: 10.3901/JME.2025.20.072
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赵永庆1, 张清华1,2, 田义丰3, 陈英杰3, 孙清洁1,2, 刘一搏1,2, 李星帅3
ZHAO Yongqing1, ZHANG Qinghua1,2, TIAN Yifeng3, CHEN Yingjie3, SUN Qingjie1,2, LIU Yibo1,2, LI Xingshuai3
摘要: 水下焊接过程会受到多种因素的影响,包括水的侵入、冷却作用以及对焊接接头微观结构和性能的影响,为探讨水下环境对304不锈钢局部干法激光焊接接头性能的影响,利用自主设计的双层气体排水装置,进行了50 mm水深304不锈钢的局部干法水下激光焊接试验,对激光功率3.0 kW,焊接速度0.8 m/min,内层气流量25 L/min时的水下接头和陆上接头进行研究。结果表明,在焊接过程中水的侵入会造成焊缝表面部分氧化,水的冷却作用降低了焊接过程峰值温度和冷却速度,使形核率和过冷度变大,促进晶粒细化,焊缝凝固模式发生转变,凝固后的组织为奥氏体和部分铁素体,水下接头平均硬度大于陆上接头,抗拉强度可达到陆上接头的97%;从断裂形貌和机制来看,二者为韧性断裂,都为微孔聚集型,但是水下接头有部分脆性特征;从腐蚀行为来看,水的冷却作用加重了Cr、Ni元素的偏析,降低了水下接头的耐腐蚀性。
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