316L不锈钢焊接接头力学性能研究

1、 316L不锈钢焊接接头力学性能研究 Summary：利用拉伸及冲击材料试验机等通过手工焊条电弧焊对国产316L不锈钢焊接接头的力学性能进行了研究。结果表明：316L不锈钢焊接接头（手工焊条电弧焊）最小室温抗拉强度为630MPa，熔敷金属高温（350）抗拉强度为444MPa，热影响区冲击功398J，晶间腐蚀试验结果无腐蚀裂纹，基本能够满足中国自主设计的三代核电主设备的相关焊接需求；Keys：三代核电；316L不锈钢；焊接接头；手工焊条电弧焊 引言手工电弧焊以其操作灵活的特点在核岛一回路上有广泛应用，主要包括稳压器、蒸发器、主管道等产品的堆焊、封根焊、组焊。焊材采用国产不锈钢焊条。本文通过采用手

2、工焊条电弧焊管对接焊试验，对核电产品手工焊中使用较多的316L不锈钢的焊接接头的力学性能进行研究1。1、试验方法2对接焊试管材质为国产316L不锈钢，规格（mm）：40030，坡口简图如图1所示。焊接方法为手工电弧焊，使用焊材见表1，焊接规范见表2。图1 对接焊试件简图表1-坡口焊缝焊材焊条类别进口/国产规格E316L国产3.2表2-坡口焊缝焊接规范焊接位置预热/电流/A电压/V焊速/ mm/min消氢处理消应力热处理横焊位/100-13022-30140-170/2、试验结果与分析2.1焊接接头横向拉伸性能1#2#试样拉伸结果见表3，由表可知焊接接头横向拉伸最小值为634MPa，试样采用弧形

3、管状试样，试验满足RCC-M 2007 MC1210要求。表3-焊接接头拉伸试验结果试样编号抗拉强度/MPa1#6342#6302.2冲击性能 焊接接头热区冲击试验结果见表4。共三组试样：1#3#；每组三个v型缺口冲击试样。由表可知，焊接接头热区整体冲击性能良好。由1#3#试样结果可知，在试验温度相同情况下，焊接接头根部冲击性能略高，是由于根部焊道为前三层焊道，采用较小电流、较快速度焊接，熔池快速冷却结晶，晶粒粗大现象相对得到抑制，冲击性能略好于表层所使用的相对较大的热输入焊接。试验满足RCC-M 2007 MC1221要求。表4-焊接接头热区冲击试验结果试样编号试验温度/取样位置冲击吸收功A

4、Kv/J1#18热区表层距熔合线1mm411/405/3792#18热区T/2距熔合线1mm431/440/4373#18热区根部距熔合线1mm475/454/4192.3高温拉伸性能1#试样拉伸结果见表3，由表可知焊缝的350高温抗拉强度为444MPa，屈服强度为356MPa，高于三代核电普遍要求的150MPa，试验满足RCC-M 2007 MC1210要求。表3-焊接接头拉伸试验结果试样编号试验温度抗拉强度/MPa屈服强度/MPa1#3504443562.4 晶间腐蚀性能 在焊接接头中取2件晶间腐蚀试样，一件焊态试样，一件焊态+敏化态试样，试验按照RCC-M 2007 MC1310要求进行

5、，如表4所示，未发现腐蚀裂纹，声响试验结果合格，能够满足三代核电技术的基本要求。表4-晶间腐蚀试验结果试样编号敏化要求有无腐蚀裂纹倾向 声响试验1#（焊态）/无合格2#（敏化态）7250.5h无合格3、结论（1）国产316不锈钢管材及国产不锈钢焊材所焊接的316不锈钢焊接接头室温最小抗拉强度为630MPa；（2）焊接接头最小冲击功为379J，出现在热区表层；（3）在试验温度相同情况下小电流快速焊接的根部冲击性能相对较好；（4）高温拉伸屈服强度为356MPa，抗晶间腐蚀能力强；基于上述四点表明，由国产316不锈钢所制备的焊接接头的力学性能（包括抗晶间腐蚀能力）基本能够满足中国自主研制的三代核电技术的要求。4、Reference1中国机械工