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不銹鋼在現(xiàn)代工業(yè)中是一種極其重要的材料，在我國工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)在進(jìn)入21世紀(jì)后飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的日新月異使得不銹鋼在國內(nèi)的的使用量逐年增長，不銹鋼產(chǎn)量連年占據(jù)全球總產(chǎn)量的一半。據(jù)統(tǒng)計，在2015年全世界范圍內(nèi)不銹鋼粗鋼的總產(chǎn)量約為4220萬噸，其中，我國約有2218萬噸不銹鋼總產(chǎn)量，占比約52.5%，超過全球一半，總體相比2014年2169.2萬噸的產(chǎn)量略有提升。然而近兩年中國宏觀經(jīng)濟(jì)幾近裹足不前，致使不銹鋼消費(fèi)量的提高面臨窘境。在宏觀經(jīng)濟(jì)增速逐漸緩慢等因素的影響下，我國不銹鋼市場局面日益下行，預(yù)計2016年不銹鋼產(chǎn)業(yè)競爭將空前劇烈，進(jìn)而使得不銹鋼材料的市場價格將受到鋼廠成本波動的影響。不銹鋼中的Cr、Ni元素在國外是供過于求，而在我國則是處于供不應(yīng)求的狀態(tài)；不銹鋼本身則是供過于求，盈余空間處于經(jīng)常波動的情況。含Ni的奧氏體不銹鋼由于開發(fā)時間較早，性能優(yōu)異等因素，多年來在不銹鋼使用量上占有較大的比重。過多的消耗造成我國Ni資源逐漸匱乏，含Ni的奧氏體不銹鋼日益昂貴，這些因素使得怎樣能夠通過降低Ni元素的消耗來控制不銹鋼的生產(chǎn)成本，成為國內(nèi)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展及轉(zhuǎn)型急需解決的問題。

鐵素體不銹鋼是一種Ni含量非常低的不銹鋼，該鋼種不僅在鋼材市場上價格低，而且焊接性也很好，所以被廣泛的應(yīng)用在管道傳輸、汽車行業(yè)和建筑等領(lǐng)域。不銹鋼通常以主導(dǎo)相的占比來分類，鐵素體不銹鋼中以鐵素體基體為主導(dǎo)相，所含合金元素較多，其中較為重要的Cr含量約為11%~30%，12%Cr鐵素體不銹鋼是國內(nèi)TCS345不銹鋼鋼種經(jīng)過工藝改良后制成的新型鋼種，其Cr含量為12%，C和N的含量較低，還包括含量較少的Mo、Mn、Ti等元素，所以該鋼種擁有較為優(yōu)良的綜合力學(xué)性能以及耐腐蝕性能。其中Cr元素是防止金屬表層氧化的重要元素，所以該鋼種經(jīng)常用于制造耐氧化性耐腐蝕的零部件。同時由于擁有良好的熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)，還被廣泛應(yīng)用于熱環(huán)境條件下。

焊接是鐵素體不銹鋼日常加工的重要處理工藝。鐵素體不銹鋼焊接接頭是整個構(gòu)件的薄弱環(huán)節(jié)，該區(qū)域的性能是焊接件正常使用壽命的重要影響因素。與其他型號的鐵素體不銹鋼相比，12%Cr鐵素體不銹鋼具有更加優(yōu)異的焊接性，在同樣的工藝參數(shù)條件下得到的焊接區(qū)域?qū)挾群途Я３叽缍加兴鶞p小，焊接部位的機(jī)械性能也得到了提高。

高頻焊接技術(shù)是一種無填充材料的焊接工藝技術(shù)，其原理是利用電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)將母材的邊緣通過電阻加熱，短時間內(nèi)達(dá)到所需的熔化溫度，在擠壓力的作用下將材料進(jìn)行擠壓并重新凝固，從而實(shí)現(xiàn)材料的連接。由于該技術(shù)無填充材料，焊接熱影響區(qū)尺寸極小，有助于改善傳統(tǒng)焊接工藝下焊接接頭的性能，具有生產(chǎn)效率高、成本低、易于自動化等特點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，高頻焊接HFW具有生產(chǎn)效率高，焊接接頭形貌美觀等優(yōu)點(diǎn)，在石油開采工業(yè)中的管道管路、天然氣輸送管道以及配氣管路等方面得到廣泛使用。高頻焊管生產(chǎn)技術(shù)已成為一種成熟的制管技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。

本課題通過實(shí)際生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)，采用八種焊接工藝方案，對12%Cr鐵素體不銹鋼進(jìn)行高頻焊接，觀察焊接后的宏觀形貌和微觀組織，測定高頻焊管的力學(xué)性能，研究焊接過程的組織轉(zhuǎn)變以及對焊管使用性能的影響，對該鋼種的實(shí)際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。