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镍及镍合金板带材生产过程中,衔接热轧与冷轧的尤为重要的一道工序便是拼焊工序。拼焊技术是保证轧制等工序的生产效率及成材率的最关键工艺,直接影响轧制等后续工序的生产工艺控制和产品质量。在拼焊工序上优先选择的焊接方法就是等离子弧焊接,而保护气流量又是影响等离子弧焊缝质量的关键焊接参数之一,所以掌握保护气流量对纯镍焊缝的影响对提高镍板带材产品种类以及提高产品质量具有极其重要意义。 本文以纯镍N6采用不填丝穿孔等离子弧焊方法研究保护气流量对焊接接头宏观形貌、力学性能、微观组织的影响。试验结果表明:当其他焊接参数一定时,当保护气流量大于等于10 L/min时,焊缝的宏观形貌就没有任何表面缺陷了,并且带有明显的金属光泽;焊缝背面的热影响区宽度随保护气流量的增大而增大,逐渐趋近于焊缝正面热影响区宽度。焊缝的抗拉强度和冲击功随着保护气流量的降低而提高。当保护气气体流量达到15 L/min时,焊接接头的抗拉强度达到最大值324.6 MPa,是母材强度的85.4%;焊缝的冲击功达到最大值141.4 J,是母材冲击功的65.3%;焊缝显微硬度曲线呈近似“U”形,并随着保护气流量增加而降低;对不同保护气流量下焊缝的室温拉伸断口形貌观察分析发现,随着保护气流量的增加,气孔缺陷逐渐减少并消失,焊缝断口由脆性断裂逐渐变为韧性断裂。微观上,从母材到焊缝中心晶粒逐渐变大;随着保护气流量的增加,热影响区晶粒尺寸没有明显变化,焊缝中心处晶粒则逐渐变大。通过 SEM+EDS分析得出,当保护气流量不足的时候,焊缝中发现两类弱化焊缝性能的富氧杂质集团:一、气孔,其内壁含有大量Ni、C、N、Fe、Al为主要成分的氧化物;二、焊缝在二次“冶炼”过程中形成的大量“大脑皮层花纹状”富氧杂质集团。