近年来海军舰船装备迅猛发展,新型舰艇在新材料应用、船体建造工艺等方面都取到了长足进步,船体结构钢材在继续向高性能化发展的同时,更追求低成本的经济性。其中,不锈钢作为种强度高、塑性好、耐腐蚀的材料,在舰船修造特别是舰艇管系中的应用不断扩大,也使其与碳钢、合金钢等异种材料的焊接逐渐增多,如船用20钢与316L不锈钢棒。
但是由于材料的差异和工艺条件的限制,导致焊接质量不够稳定。316L不锈钢棒材属于奥氏体型不锈钢,它是在高铬不锈钢中添加适当镍而形成的"。含碳量为0.025%,属超低碳不锈钢,因而抗晶间腐蚀能力强,且由于铬、镍、钼等合金:元素含量较多,因而使金属表面形成了一层稳定致密、难溶耐腐的坚固钝化膜,将金属基材与外界隔离,而不会发生化学反应,具有优良的耐腐蚀性和抗氧化性,其机械性能、加工性能及焊接性能均较好,目前在造船中得到了广泛应用。
20钢属于低碳钢中的优质碳素结构钢,含碳量较低,含锰、硅较少,材料的塑性和冲击韧性较好,焊接性能良好,一般不会因焊接而产生严重的硬化组织和淬火组织,在焊接实施过程中不需要特殊的工艺措施,可以采用各种焊接工艺方法,广泛应用于结构件、板材、管道等的焊接生产。舰船的液压管由于使用温度和压力都不高,而且在无腐蚀介质的环境中使用,因此大量选用正火状态下冷拔成型并经过热处理的20钢。虽然20碳钢和316L不锈钢棒材各自的同种金属焊接性良好,但两者在物理性能如热导率、线膨胀系数等方面有较大差异。将两者通过焊接连接在一起即属于异种金属焊,比同种金属的焊接要困难得多,存在一些问题。但是只要选用合适的焊接材料、采取有效的工艺措施和正确的操作方法,船用20钢与316L不锈钢的异种钢焊接完全可以获得满意的焊接质量。