钢材由于价格低,又具有优异的机械特性,被广泛应用于汽车和的铁道车辆车体制造,现在,部分铁道车辆的车体已改用不锈钢来制造车体。作为轨道列车车体制造专用不锈钢的奥氏体不锈钢,需要满足适用于车体制造用不锈钢材料应具备的一般条件:强度高,焊接性能优良,厚度小,易于冷加工。目前,车体制造所用奥氏体不锈钢以SUS301LSUS304为主,这是因为奥氏体不锈钢具有较高的韧性而无磁性,它的强度可以通过冷加工来提高。

奥氏体不锈钢与普通碳钢相比,它的密度稍高,伸长率和断面收缩率都较大;由于不锈钢硬度较低,工业上常用加工硬化的方法来提高硬度。奥氏体不锈钢本身并无磁性,但是在进行冷加工硬化处理时,发生马氏体相变而产生磁性,可以通过热处理方法来消除磁性。奥氏体不锈钢同普通的金属材料相差不大,它的抗拉强度、屈服强度以及硬度随着温度的上升而下降的;塑性则正好相反。奥氏体不锈钢的抗拉强度在温度15~8℃间的增长较为均匀;随着温度的上升,它的冲击韧性缓慢增加,并且在温度较低时不存在脆性转变温度;所以在低温条件下,奥氏体不锈钢能保持良好的塑性和韧性。与普通碳钢相比,奥氏体不锈钢的特点如下:

A.奥氏体不锈钢比电阻约为普通碳钢的5倍到6倍;

B.热膨胀系数较普通碳钢的更大,热膨胀系数随温度的升高而增大;

C.热传导率比碳钢低很多。

在焊接奥氏体不锈钢过程中存在如下问题:

1)粗晶

奥氏体不锈钢热传导率低,采用传统MIG焊容易造成焊缝区和近焊缝区组织晶粒粗大,严重影响接头性能;

2)焊接变形

奥氏体不锈钢热传导率小而热膨胀系数大,所以在焊接过程中会产生较大的内应力,因而导致大程度的焊接变形和残余应力;

3)气孔

奥氏体不锈钢的粘度及表面张力较大,易产生气孔;

4)咬边

在焊接奥氏体不锈钢时,焊缝金属润湿性差,易产生咬边缺陷。