由于不锈钢接头具有良好的抗腐蚀性以及适度的强度、良好的耐磨性和低的维修成本,已经广泛应用于交通运输、框架结构、石化和采矿等各工业领域。在大型结构中由于刚性很大,温度梯度大,导致焊接内应力很大,而造成脆性破坏以及变形严重,不锈钢接头由于结晶组织粗大,硫、磷等杂质元素偏析,致使接头产生结晶裂纹等焊接缺陷。因此研究外加磁场对不锈钢接头焊缝的显微组织影响十分重要。
施加电磁搅拌前后不锈钢接头焊缝金属显微组织明显细化,旋转的电弧带动熔池搅拌以及外加磁场与熔池中电流的相互作用产生的电磁搅拌,使得熔池中液态金属的快速流动,产生强迫对流,与常规的对流相比,这种强迫对流非常激烈,冲刷熔池边缘半熔化晶粒,使它们脱粒熔池边缘,而不是在熔池边缘继续长大,这样极大地增加了熔体的形核率,强迫对流还可以将熔池边缘处温度降低的晶粒带入熔体内部,而将较高的熔体来补充,从而延缓了熔池边缘的温度降低,推迟了表层的凝固,使得更多的晶粒游离,且电弧形态改变,电弧扩张,由锥形变成钟罩型以及对流加速内部熔体的降温,降低了液态熔池的温度梯度,使金属液的温度较为均匀,从而使得游离的晶粒在运动中得以保存下来。
因此,在适当的磁场强度的作用下,外加磁场产生的旋转电弧带动熔池加班以及外加磁场与熔池汇总电流相互作用产生的电磁搅拌,使得不锈钢接头焊缝显微结构有明显的细化,有助于增强其内部结构的稳定性。(zc)