Inconel601鎳基高溫合金激光焊接的研究.pdf

1、Inconel601鎳基高溫合金具有良好的機(jī)械性能和抗腐蝕性能，在鋼鐵冶金、能源電力、石油化工以及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。為了提高材料利用率、節(jié)約能源，目前這些應(yīng)用領(lǐng)域的Inconel601鎳基高溫合金結(jié)構(gòu)件正逐步從原來的“鑄鍛件”向“板焊件”發(fā)展，但采用傳統(tǒng)的焊接工藝施焊時(shí)還存在大量的焊接問題。而由于激光焊接具有焊接熔深大、熱輸入小等優(yōu)點(diǎn)，是鎳基高溫合金焊接的首選技術(shù)。本文結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，重點(diǎn)對Inconel601鎳基高溫合金

2、的激光焊接工藝、焊接接頭性能、接頭的焊后固溶處理以及激光焊接質(zhì)量的評(píng)定方法等問題進(jìn)行了研究。
　　 首先，對Inconel601鎳基高溫合金的激光焊接工藝以及接頭性能進(jìn)行了研究。確定了3mm厚Inconel601固溶態(tài)板材全熔透型對接接頭的激光焊接工藝邊界曲線。討論了該合金焊接接頭的微觀組織以及不同焊接線能量下的接頭力學(xué)性能，并選取力學(xué)性能最優(yōu)的一組焊接接頭進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。結(jié)果顯示，在所確定的工藝曲線范圍內(nèi)，當(dāng)焊接線能量處于333

3、J/mm～400J/mm之間時(shí)焊接接頭的力學(xué)性能最優(yōu)；但是由于焊縫金屬中“貧鉻區(qū)”的出現(xiàn)使得該合金激光焊接接頭金屬存在較為明顯的晶間腐蝕傾向，并且焊接接頭的抗高溫氧化性能與母材相比也略有降低。
　　 其次，討論了焊后固溶處理對Inconel601激光焊接接頭的影響。隨著固溶處理溫度的提高，激光焊接接頭抗拉強(qiáng)度略有下降，延伸率呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。焊縫金屬固溶處理后發(fā)生了再結(jié)晶現(xiàn)象，在1150℃固溶處理0.5h后可以得到了成分

4、均勻、晶粒大小合適的等軸晶粒，同時(shí)焊接接頭的晶間腐蝕傾向也隨之消失，但固溶處理溫度過高則會(huì)導(dǎo)致焊縫晶粒長大和晶間腐蝕的出現(xiàn)。此外，隨著固溶處理溫度的升高，焊接接頭的抗高溫氧化性能也略有提高。
　　 最后，研究了基于焊接聲信號(hào)的激光焊接缺陷評(píng)定方法。構(gòu)建了一套多通道激光焊接聲信號(hào)采集系統(tǒng)，將容易采集、對傳感器位置和方向不敏感的焊接聲信號(hào)作為焊接缺陷的判別依據(jù)，采用FastICA的分析算法從多通道采集系統(tǒng)的采集信號(hào)中提取出有用的焊接