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    汽車排氣系統(tǒng)用超純鐵素體不銹鋼的焊接

    發(fā)布時間:2019-4-3 17:37:33   來源:不銹鋼行業(yè)    瀏覽次數(shù):5792

      21世紀對汽車廢氣排放管理規(guī)定更加苛刻,汽車發(fā)動機的排氣溫度呈不斷上升趨勢,汽車零部件還要求輕量化,從而對汽車用材提出更高的要求,汽車排氣系統(tǒng)所用材料正在從鑄鐵和鍍鋁碳鋼向鐵素體不銹鋼方向發(fā)展。普通鐵素體不銹鋼雖然具有優(yōu)良的抗應(yīng)力腐蝕性能和抗高溫氧化性能,但是塑性和韌性較低,對晶間腐蝕比較敏感,焊接過程中易出現(xiàn)裂紋,成型性和焊接性較差,使其應(yīng)用受到了很大限制。而超純鐵素體不銹鋼通過大幅度降低C、N和調(diào)整Mo、Ti、Nb等元素的含量,使鋼的焊接、加工、耐腐蝕和耐高溫等各種性能明顯改善,目前主要用于汽車排氣系統(tǒng)的制造。
      排氣系統(tǒng)所用的不銹鋼管是由鋼帶卷成管狀,通過焊接方式制造的,焊縫很大程度上影響了零件的成型性和耐腐蝕性。與普通鐵素體不銹鋼相比,超純鐵素體不銹鋼的焊接具有特殊性,因此,了解超純鐵素體不銹鋼的焊接技術(shù)及工藝要求對提高汽車品質(zhì)具有重要意義。
      超純鐵素體不銹鋼對晶間腐蝕的敏感性比普通鐵素體不銹鋼低,晶間腐蝕的傾向大小與其C、N含量有關(guān)。隨著C和N總含量降低,并且適當增加固碳元素含量,抗晶間腐蝕的能力會增強。同時,若焊接過程中保護效果不好或焊接工藝不當而造成焊縫C、N、O等雜質(zhì)含量增加,也會產(chǎn)生晶間腐蝕。因此,對于超純鐵素體不銹鋼,焊接時應(yīng)加強保護,防止焊縫的污染至關(guān)重要,同時還要控制焊接材料中的C和N含量低于其在母材中的含量。
      超純鐵素體不銹鋼焊接時存在的主要問題是焊接接頭的脆化。由于Cr含量高,C含量低,不論在高溫還是在低溫下都是單一的鐵素體組織,加熱時有強烈的晶粒長大傾向。該鋼通常在退火狀態(tài)下焊接,組織為固溶微量C和N的鐵素體及少量均勻分布的C和N的化合物。當焊接溫度高于950℃且停留時間過長時,便會引起熱影響區(qū)晶粒急劇長大和C、N化合物沿晶界聚集,使得焊接接頭的塑性和韌性下降,這種粗大的組織不能通過熱處理進行細化。因此,采用較小的線能量,減少在高溫區(qū)的停留時間是選擇焊接方法和焊接參數(shù)的基本原則。
      用超純鐵素體不銹鋼制造汽車排氣管,需要選擇能量集中,熱輸入小的焊接方法和焊接參數(shù),同時還要加強焊接區(qū)的保護效果。TIG焊、激光焊、高頻焊和等離子弧焊在排氣管焊接中應(yīng)用較多。這幾種焊接方法各有優(yōu)缺點,為了揚長避短,將幾種焊接方法加以組合形成新的焊接工藝是當前不銹鋼焊管技術(shù)發(fā)展的新趨勢,并且組合焊接的整個焊接系統(tǒng)易于實現(xiàn)自動化,可以滿足現(xiàn)代汽車大批量、高效率生產(chǎn)的要求。
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