装甲钢含氮气保护PMIG焊接工艺试验研究(2)
1.2装甲钢的焊接性能
装甲钢的强度高、硬度高、合金元素含量高、淬透性好，装甲钢的焊接主要有制造过程中结构焊接和战伤装甲钢开裂的修复，对装甲钢的焊接性能都提出了很高的要求。装甲钢的焊接性能是评价装甲钢综合性能的一个重要方面[3]。
焊接材料是影响焊接质量的重要因素，为满足装甲钢高硬度、高韧性的性能要求，通常对应不同类型的装甲钢研制出相适应的焊接材料。不同焊接工艺能适应不同的焊接环境，满足不同类型装甲钢的焊接要求。焊后的改善措施可以提高装甲钢的焊接质量，对改善焊接接头的应力状态有积极左右，可以减少和防止裂纹的生成。
1.3氮元素对焊接性能的影响
氮元素提高强度的作用比碳及其他合金元素要强。氮减少奥氏体中密排不全位错，限制了含间隙杂质原子团的Splintered位错运动[6]。含氮钢的屈服强度由基体强化、氮原子间隙固溶在奥氏体fcc中而导致的晶界强化和固溶强化组成。氮的固溶强化缓减了钢的回复速率[7]。
氮在非调质钢中是一种经济有效的合金元素。氮在钢中促进V (C,N ) 析出, 改变了钒的分布,明显减小析出相的颗粒尺寸, 从而大幅度提高钢的强度，充分发挥了钒的沉淀强化作用。通过使用氮代替部分镍,可节约20 % ～ 40 % 的钒含量。充分利用廉价而丰富的氮, 在保证一定的强度水平下, 可节约贵重钒合金, 进一步降低钢的成本, 具有显著的经济效益[9]。
氮对不锈钢焊缝拉伸性能的影响可以分为以下两种情况：①氮固溶的影响；②氮化物的影响。氮在低温时比室温时提高拉伸性能更有效。氮的强化机理是溶质原子氮降低堆垛曾错能，从而提高抗拉强度或者屈服强度。氮的溶解度比碳大，但是在焊接或热处理过程中有氮化物析出，使焊缝强度降低。
氮与碳相比，氮固溶强化作用更加明显，同时可以促进晶粒细化；氮是强烈的奥氏体形成化元素，可以减少合金中的镍含量，降低铁素体和形变马氏体形成能力；尽管氮对材料在酸中抗总体腐蚀性能没有明显改善，但可以极大地提高材料抗点蚀和缝隙腐蚀能力[8].
1.4熔化极脉冲氩弧焊（PMIG）
熔化极氩弧焊即MIG焊以惰性气体Ar作保护气体，而熔化极脉冲氩弧焊即PMIG采用脉冲电流，有关脉冲焊接电源的优点和特点, 可以在许多资料上见到, 大家也在逐步地认识它, 应用它。脉冲焊接电源与普通焊接电源的区别在于， 前者提供一个间断的脉冲电流，后者只提供一个连续的平均电流。对于普通熔化极氢弧焊而言, 要获得稳定的喷射过渡, 必须选用大于临界电流的规范进行焊接焊接线能量和焊件的潜热都比较大，对于薄板的悬空焊接是很困难的。对于脉冲熔化极氢弧焊, 只要焊接规范选择恰当, 在较低的总能量下（仅脉冲峰值电流达到临界电流值, 而总的平均电流则大与此值），便可以获得稳定的喷射过渡。由于总能量减少了，熔池体积自然也就比较小，而且可以在较宽的范围内控制和调节，因此适用于薄板的焊接、全位置焊接、小直径筒罐体环缝的自动焊接等[10-13]。
与连续电流氩弧焊相比，在工艺上有以下特点：
a. 具有较宽的电流调节范围。采用脉冲电流后，由于可在平均电流小于临界电流的条件下火的喷射过渡，因而同一种直径焊丝，随着脉冲参数的变化，能在高至几百安培，低至几十安培的电流范围内稳定地进行焊接。平均电流可在较大范围内调节，做到了即能焊接厚板又能焊接薄板，生产率高，变形小。
b.有利于实现全位置焊。采用脉冲电流后，可用较小的平均电流进行焊接，因而熔池体积小。加上熔滴过渡和熔池金属加热是间歇性的，所以不管熔池处于什么位置，液体金属都不易发生流淌，焊缝成形好，便于实现全位置焊。