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304不锈钢激光焊接头敏化行为研究
摘要：
本文研究了304不锈钢激光焊接头的敏化行为。首先介绍了敏化现象的基本概念和原因，并对激光焊接工艺进行了简要介绍。然后，通过SEM和EDS分析表征了敏化层和敏化后晶体组织结构的变化，并探究了焊接参数对焊接头敏化行为的影响。结果表明，在高功率密度下，焊接头的晶界出现了敏化现象，其主要原因是晶界处的铬耗尽导致晶界处的镍-铬相分析度降低。
关键词：304不锈钢，敏化，激光焊接头，晶界，铬耗尽
Abstract:
Thispaperstudiesthesensitizationbehaviorof304stainlesssteellaserweldingjoints.Firstly,thebasicconceptandreasonofsensitizationphenomenonwereintroduced,andthelaserweldingprocesswasbrieflyintroduced.Then,thechangesofsensitizationlayerandcrystalstructureofsensitizedafterweldingwerecharacterizedbySEMandEDS,andtheinfluenceofweldingparametersonthesensitizationbehaviorofweldingjointswasexplored.Theresultsshowedthatunderhighpowerdensity,thegrainboundariesofweldjointsshowedsensitizationphenomenon,andthemainreasonwasthatthedepletionofchromiumatthegrainboundariesledtothereductionofnickel-chromiumphaseanalysisdegreeatthegrainboundaries.
Keywords:304stainlesssteel,sensitization,laserweldingjoint,grainboundary,chromiumdepletion
引言：
304不锈钢是一种常用的高品质不锈钢，广泛应用于制作石油化工、食品加工等行业的容器、设备、管道、餐具等。由于其良好的耐腐蚀性和耐高温性能，对于不同行业的应用有着非常重要的作用。激光焊接是一种高效、高精度的焊接方式，由于其无接触、无污染、无变形等优点，在不锈钢焊接中日益应用，成为一种焊接技术的主要方式。
不锈钢焊接头有时会出现敏化现象，从而降低其耐腐蚀性能。焊接头敏化是指在焊接头处，晶体晶界处的铬被消耗，甚至连锂亦被部分溶出，导致晶界处的镍含量增加，形成Cr-depletedzone。敏化后晶体文元析度非常低，很容易发生晶间腐蚀，从而导致焊接部位的腐蚀破坏，降低其使用寿命。
本文研究了激光焊接头的敏化行为，对焊接头中敏化现象的形成机制和影响因素进行了分析。
实验方法：
本实验使用了304不锈钢板材作为焊接工件，使用了激光焊接设备进行焊接。实验中，焊接头的焊接速度、功率密度、激光束直径、向下压力等焊接参数进行了调整。焊接后，对焊接头进行SEM和EDS分析，观察焊接头的敏化层变化及晶体组织结构特点。
结果和讨论：
SEM图像表明，焊接头晶界处出现了敏化现象，晶界处的铬耗尽，晶界的镍铬相分析度降低，晶界呈现出很小的锯齿状。此外，在焊接头附近，晶体组织基本没有变化。
通过EDS分析可以发现，焊接头的敏化后的晶体文元析度非常低，镍含量增加，晶界两侧存在显著的铬耗尽。其中，铬耗尽在焊接过程中不均匀，呈现出较为明显的晶界和晶粒等级依赖性。具体来说，焊接头较大晶粒的敏化比焊接头较小晶粒的敏化更为显著。
焊接参数同样会对焊接头的敏化行为产生影响。在高功率密度下，焊接头的晶界处的敏化现象更为明显。
结论：
本文研究了304不锈钢激光焊接头的敏化行为，发现焊接头的晶界出现敏化现象，其主要原因是晶界处铬耗尽导致晶界处的镍铬相分析度降低。此外，焊接参数对焊接头敏化行为也有重要影响。本研究对于提高焊接品质，延长不锈钢结构件的使用寿命，具有重要的参考价值。
参考文献：
1.焊接工程师手册.上册[M].北京:中国机械工业出版社,2003.
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