316L不锈钢焊接接头力学性能研究

316 l焊接热处理

316L不锈钢是一种低碳钢，其主要成分是铬、镍和钼。在316L不锈钢的焊接中，由于焊接时的高温和热应力，会导致不锈钢材料的晶格结构发生改变，从而影响不锈钢的力学性能和腐蚀性能。

为了提高316L不锈钢焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能，通常需要进行热处理。热处理的目的是通过控制温度、时间等参数，使不锈钢的结构发生变化，达到优化力学性能和腐蚀性能的效果。

常见的316L不锈钢热处理方法有两种：退火和固溶处理。

1. 退火处理

退火处理是将焊接接头加热到一定温度（通常为900℃以下），然后将其缓慢冷却。这样可以使316L不锈钢晶格结构重新排列并消除应力，达到优化力学性能的效果。

2. 固溶处理

固溶处理是将焊接接头加热到一定温度（通常为1050℃以上），然后快速冷却。这种方法可以使316L不锈钢中的碳元素和其他合金元素溶解在晶格中，达到优化腐蚀抵抗力的效果。

总之，对于316L不锈钢的焊接接头，热处理通常是必要的。对于不同的应用场景和需求，需要根据具体情况选择合适的热处理方法和参数。

范》专门对晶间腐蚀试验做出了规定。　因此，焊接奥氏体不锈钢，不仅要保证焊接接头的　

强度、耐腐蚀性和低温冲击韧度，还要注意防止焊接接　

头出现上述焊接缺陷。　

三、焊接工艺试验　

１．焊接母材　

ＴＰ３１６Ｌ不锈钢属于超低碳奥氏体型不锈钢，综合　性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性，同时硬　

度也不高，在工艺管线中被广泛使用。本试验采用的管　

材规格为￣ｂ３４ｍｍ×３．５ｍｍ。其化学成分和力学性能如表　１和表２所示。　表１化学成分（质量分数）　（％）　

Ｃ　Ｍｎ　Ｐ　Ｓ　Ｓｉ　Ｃｒ　Ｎｉ　Ｍｏ　

１６．Ｏ～　ｌ２．０～　２．Ｏ～　技术　≤Ｏ．０３０　≤２．００　≤ｎ　０３５　≤０．０３Ｏ　≤ｌ＿Ｏ　要求　ｌ８．Ｏ　１５．Ｏ　３．０　

产品　０．０１４　１．Ｏ９　０．０３５　Ｏ．Ｏｌ　Ｏ．ｏ６　１６．０７　１２．０３　２．０８　成分　

表２力学・ｌ生能　

抗拉强度ｏｒ　屈服强度ｏｒ　伸长率　／ＭＰａ　／ＭＰａ　（％）　．　

技术要求　≥４８５　≥ｌ７０　≥４０　

产品试验结果　５４８　４６　

２．焊接方法　

为了保证焊接质量，控制焊接接头焊缝和热影响区　的组织和性能，不锈钢宜选用能量集中的焊接方法，　如ＧＴＡＷ。　（１）氩气是一种惰性气体，它既不与金属起化学作　

用，也不溶于金属中，对焊缝提供了良好的保护。　

（２）氩气导热系数小，且是单个原子气体，高温时　不分解吸热，使电弧燃烧稳定。　但在焊接厚壁管时，为提高焊接效率，可采用　

ＧＴＡＷ打底，ＳＭＡＷ填充盖面的方法，考虑到本试验涉　及的管材壁厚较小，采用ＧＴＡＷ的焊接方法。执行标准　为ＡＳＭＥ　ＩＸ。　

３．焊接材料　

对焊接材料的选择，通常采用其熔敷金属的化学成　

分与母材基本相当的原则。　对于３１６Ｌ奥氏体不锈钢的焊接采用３１６Ｌ不锈钢焊　

２０１０年第１２期焊接与切割　ＷＷＷ．ｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇＩ９５０．ｃｏｒｎ　磊　工热加工　丝。最终选择的焊丝为天泰的ＴＧ＿３１６Ｌ，直径为　

个技术产品版　１　ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　

３　１　６　Ｌ不锈钢扩散焊接头的宏观疲劳性能　

（谢春晓沈书乾）　

（广东茂名华粤集团有限公司广东茂名５２５０００）　

【摘　要】针对在两种不同制造工艺参数下制得的３１６Ｌ不锈钢扩散焊接头的低周疲劳试验，分析和讨论了其疲劳寿命　

【关键词】疲劳３１６Ｌ　塑性变形　

Ｏ引言　

针对微化工机械系统要承受　

操作工艺变化（压力和温度波动）　

带来的疲劳载荷，扩散焊封装的可　

靠性提出了要求。虽然对于各种材　

料的疲劳性能已有大量研究，对于　

焊接结构疲劳强度的研究也很多，　但对于扩散焊接结构的疲劳性能　

研究还很少。　

１低周疲劳试验　

１．１两种不同工艺参数制得的　

３１６Ｌ不锈钢扩散焊接头两种不同　

工艺参数见表１．１。　

表１．１扩散焊工艺参数表　

为确定疲劳试验所应施加的　

最大载荷值并考虑试样形式和尺　

寸对焊接接头性能的影响，在进行　

低周疲劳试验前采用于疲劳试验　

同样形式的试样进行拉伸试验，测　

得１１＃和１２＃试样的拉伸极限ｂ：　

ｌ１＃：ｂ＝２９７．７ＭＰａ　ｌ　２＃－ｂ＝５７８．８ＭＰａ　

１．２疲劳试样形式　

（１）形状：见图１．１：ｄ＝６ｍｍ，　

８ｍｍ。取样：试样从直径为８０ｍｍ　

的扩散焊接接头上经线切割工艺　

取下并在车床上加工到标准尺寸，　

并且保证焊缝在试样中心。　

图ｌ－１疲劳试样尺寸图　

作者简介：谢春晓现在广东茂名华奥　

集团有限公司工作　１．３试验条件　

（１）疲劳试验机：ＩＮＳＴＲＯＮ一　

８５００电液伺服动态万能材料疲劳　

试验机。　

（２）加载方式：轴向加载；应力　

控制；应力比Ｒ为０．１，选取２—３　

个应力水平下。　

（３）试验频率和波形：ｆ＝１０Ｈｚ，　

正弦波。　

（４）试验温度及环境：在室温　

空气中进行。　

１．４试验数据　

（１）对于１１＃（压力１０ＭＰａ，温　

度９８０Ｃ，保温时间５小时，ｂ＝　

２９７．７ＭＰａ）采用测试部分直径为　

８ｍｍ的试样，分别在６８％ｂ、７４％　

ｂ、８０％ｂ三个应力水平下测定其　

第16卷 第5期 精 密 成 形 工 程 2024年5月 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING 55

收稿日期：2024-04-23

Received：2024-04-23

基金项目：国家自然科学基金（62073089）；广东省普通高校重点领域专项项目（2020ZDZX2061）；广东省大学生科技创

新培育专项资金（pdjh2023a0242）

Fund：National Natural Science Foundation of China (62073089); Special Projects in Key Areas of Guangdong Ordinary Col-leges and Universities (2020ZDZX2061); Special Funds for Cultivation of Science and Technology Innovation for College Stu-dents in Guangdong Province (pdjh2023a0242) 引文格式：刁亚龙, 师文庆, 程才, 等. 316L不锈钢薄板焊缝成形及力学性能研究[J]. 精密成形工程, 2024, 16(5): 55-61. DIAO Yalong, SHI Wenqing, CHENG Cai, et al. Forming and Mechanical Properties of Welds in 316L Stainless Steel Sheet[J]. Journal of Netshape Forming Engineering, 2024, 16(5): 55-61. *通信作者（Corresponding author）

316L不锈钢薄板焊缝成形及力学性能研究

刁亚龙a，师文庆a,b*，程才a，贾东贺c，张冰青a