高温合金的焊接性
高温合金焊接技术
高温合金焊接技术高温合金是指在高温下具有优异性能的金属材料，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
而高温合金的焊接技术则是将这些材料进行连接的重要手段。
本文将从材料特性、焊接方法和应用领域三个方面进行介绍。
一、材料特性高温合金具有高强度、高温下的抗氧化、耐腐蚀等特性，但其焊接性能却较差。
高温合金的焊接过程中易产生裂纹、气孔等缺陷，影响焊接质量。
因此，选择合适的焊接方法和工艺参数对于高温合金的焊接至关重要。
二、焊接方法1. TIG焊接TIG焊接是一种常用的高温合金焊接方法。
该方法采用惰性气体保护下的非消耗性电极进行焊接，焊接过程中产生的热量较小，能够有效避免高温合金的氧化和变形。
但是，该方法需要高技能的焊接工人进行操作，且焊接速度较慢。
2. 熔覆焊接熔覆焊接是一种将高温合金涂层熔化后与基材进行连接的方法。
该方法能够有效提高焊接质量和效率，但需要注意涂层的选择和熔化温度的控制。
3. 激光焊接激光焊接是一种高能量密度的焊接方法，能够在短时间内将高温合金熔化并进行连接。
该方法具有焊接速度快、热影响区小等优点，但需要高昂的设备投资和技术水平。
三、应用领域高温合金焊接技术广泛应用于航空、航天、能源等领域。
例如，航空发动机中的涡轮叶片、燃气轮机中的叶轮等都需要采用高温合金进行制造和连接。
此外，高温合金焊接技术还被应用于核电站、化工等领域。
总之，高温合金焊接技术是一项重要的技术手段，对于提高高温合金的制造和应用具有重要意义。
在选择焊接方法和工艺参数时，需要根据具体情况进行综合考虑，以确保焊接质量和效率。
高温合金牌号 国标
高温合金牌号国标高温合金是一种在高温环境下具有良好抗氧化性、热疲劳性、蠕变性和耐磨性的合金。
它广泛应用于航空航天、电力、石油化工、核工业以及其他工业领域。
高温合金的种类繁多，根据不同的成分和性能，可以分为以下几类：1.镍基高温合金：以镍为主要基体元素，具有优良的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性。
常见的镍基高温合金有IN718、IN738、IN939等。
2.钴基高温合金：以钴为主要基体元素，具有较高的熔点、良好的抗氧化性和耐磨性。
常见的钴基高温合金有CoCrAlY、CoNiCrAlY等。
3.铁基高温合金：以铁为主要基体元素，具有较高的热疲劳性、蠕变性和抗氧化性。
常见的铁基高温合金有Fecralloy、FeNiCrAlY等。
4.金属间化合物高温合金：具有高熔点、高抗氧化性和高蠕变性。
常见的金属间化合物高温合金有Ni3Al、Ni3(Al,Ti)等。
在我国，高温合金牌号按照GB/T 1500-2009《高温合金和耐热钢》进行分类。
根据国标，高温合金牌号分为以下几类：1.镍基高温合金：以Ni-Fe、Ni-Cr为主要成分，如GH30、GH40、GH50等。
2.钴基高温合金：以Co-Cr、Co-Ni为主要成分，如CoCrAlY、CoNiCrAlY等。
3.铁基高温合金：以Fe-Cr、Fe-Ni为主要成分，如Fecralloy、FeNiCrAlY等。
4.金属间化合物高温合金：以Ni3Al、Ni3(Al,Ti)为主要成分，如IN736、IN929等。
在选择高温合金牌号时，需根据实际应用场景和性能要求进行挑选。
以下为国标高温合金牌号选择建议：1.高温抗氧化性：选用Ni基和Co基高温合金。
2.高温蠕变性：选用Ni基和铁基高温合金。
3.高温热疲劳性：选用Ni基、Co基和铁基高温合金。
4.耐磨性：选用Co基和金属间化合物高温合金。
5.焊接性能：选用Ni基和铁基高温合金。
综上，高温合金在各种工业领域具有广泛应用，国标对其进行分类，便于选用。
高温合金焊接性的影响
高温合金焊接性的影响高温合金的化学成分，随着使用温度的升高，变的愈来愈复杂，因而焊接时越来越困难。
影响焊接性能的四大因素是材料因素、设计因素、工艺因素和服役环境。
高温合金的焊接性是指在某一焊接工艺条件下，对合金产生裂纹的敏感性、焊后接头组织的均匀性、焊接接头力学性能和采取工艺措施的可行性的综合评价。
高温合金的焊接性主要受下面几个因素影响：（1）高温合金的焊接裂纹敏感性。
在高温合金焊接过程中，出现的焊接裂纹通常有热裂纹和再热裂纹，其中热裂纹分为结晶裂纹和液化裂纹，再热裂纹主要是指应变时效裂纹。
液化裂纹和结晶裂纹形成机理相同，都是由于晶间存在脆弱低熔相或共晶，在焊接产生的高温条件下承受不了力的作用而开裂。
两者的区别在于结晶裂纹是液态焊缝金属在凝固过程中形成，而液化裂纹则是由于固态的母材在热循环的峰值温度作用下使晶间层重新熔化后形成的。
应变时效裂纹一般在沉淀强化高温合金的焊接后进行时效处理时或者焊后在高温使用时产生。
由于沉淀强化高温合金晶体内部由于g′的大量析出得以强化，而晶界强度在高温环境时一般低于晶内强度，加上杂质元素偏聚的不利影响，晶界进一步弱化，从而在晶界发生塑性变形，增加了应变时效裂纹产生倾向，当晶界的实际变形量超过其塑性变形能力就会产生应变时效裂纹。
（2）焊接接头组织的不均匀性。
高温合金焊接接头组织呈现明显的不均匀性，并且由于化学成分和焊接工艺的不用而明显不同。
固溶强化高温合金的组织比较简单，这类合金焊接后，焊缝金属由变形组织转变为铸造组织。
由于焊接熔池降温速度快，焊缝金属会因晶内偏析形成层状组织，偏析严重会在枝晶间形成共晶组织。
焊接接头热影响区产生沿晶界的局部熔化和晶粒长大，如固溶强化高温合金GH1015、GH1016和GH1140就具有比较好的焊接性，焊缝组织细小。
相比而言，沉淀强化高温合金和铸造高温合金的组织就比较复杂，焊缝和热影响区的组织成分都比较复杂。
焊缝金属在焊接过程中经历了熔化凝固的过程，原来的g′相、碳化物相等均溶入基体中，形成单一的g固溶体。
乙烯装置中铬镍高温合金的焊接
乙 烯 工 业
第２ ３卷
２ １ 焊 接方 法的选 择 ．
的 区域 加热 １ ５—２ ０℃ ， 以免 湿 气 冷凝 导 致 焊缝 产
焊接 方法 的选 择是 决 定 能否 焊好 高铬 镍 高温 合金 的关 键 。除 考 虑 焊 接 性 特 点 外 ， 结 合 具 体 应
生 产条件 和结 构特 点 进行 选 择 。裂解 炉炉 管 焊接
由于 Ｎ —Ｃ —Ｆ ｉ ｒ ｅ系 合 金 具 有 两个 敏 化 温 度
区， 敏化状态发生铬等碳化物的沉淀 ， 引起晶界贫
铬现象 ， 致在某 种 介质 中的 晶 间腐 蚀 、 导 应力 腐 蚀 倾 向。在焊 接该 类钢 时 ， 注 意快 速冷 却 ， 免 焊 应 避
接 区域 在 高温 时停 留过长 ， 防止 产生 晶 间腐 蚀 。
高温液 态下 ， 更能溶解较 多的氢 、 、 氧 氮等气 体。 高铬镍高温合金密度大 ， 熔池流动性较差， 响气 影 体的逸 出， 因此易形成气孔 。
１ ３ 焊接 区域 的腐蚀 倾 向 。
１ 高铬 镍高 温合 金焊接 性 分析
高铬镍 高 温 合 金 化 学 成 分 复 杂 ， 使 用 条 件 随 不 同， 合金 具有不 同的组 织 状态 ， 特别 是 含碳 量 及 合 金 含量 增 大 ， 接 接 头 的 质 量 控 制 难 度 加 大 。 焊
收稿 日期 ：０ １ ４一ｏ 。 ２ １ 一ｏ ７
作 者 简 介 ： 武 军 ， ，０ ４年 毕 业 于西 安 石 油 大 学 过 程 装 备 古 男 ２０
这 些合金元 素与基体 中的Ｎ 、 ｅ ｉＦ 作用 ， 生成低熔
与控制工程专业 ， 现从事乙烯装置设备技术工作 ， 工程师 。
高温合金焊接工艺
高温合金焊接工艺我想跟你们唠唠高温合金焊接工艺这事儿，那可真是个超级有趣又超级重要的领域。
你知道高温合金不？这玩意儿就像是金属界的超级英雄。
在那些高温、高压，还特恶劣的环境里，普通金属早就哭爹喊娘，变软变形了，高温合金却能像个硬汉一样，稳稳地坚守岗位。
就好比在一场大火里，普通的木头瞬间化为灰烬，而防火的石棉却能安然无恙，高温合金在极端环境下就类似石棉在大火中的角色。
那这么厉害的高温合金，要把它们连接起来，这焊接工艺可就大有讲究了。
我有个朋友，小李，他就在一家航空制造企业里搞这个高温合金焊接。
他跟我说，这就像是给两个超级英雄牵红线，得小心翼翼，还得讲究方法。
首先得选对焊接方法。
你要是瞎选一气，那就好比给牛喂鱼饲料，根本不搭调嘛。
常见的焊接方法像钨极惰性气体保护焊（TIG焊），就像是一个温柔的使者。
它用惰性气体把焊接区域保护起来，就像给高温合金的焊接处盖了一层保护罩，不让那些杂质、空气啥的来捣乱。
不过这TIG焊速度有点慢，就像一个慢性子的老工匠，精雕细琢但耗时。
还有等离子弧焊，这方法可就有点像个能量小子。
它能量集中，焊接的深度比较深，就像一把犀利的剑，一下子就能穿透到高温合金的深处，让它们紧密相连。
但是呢，这对操作的要求也高，你要是技术不到家，就像一个刚学走路的孩子去跑马拉松，肯定要摔跟头。
我记得有一次去小李的工作间，看到他们在做高温合金焊接的试验。
那里面的设备琳琅满目，我就像刘姥姥进大观园一样。
我看到有个老师傅正在跟几个年轻的学徒讲解焊接前的准备工作。
老师傅就说：“你们可别小瞧了这个准备工作，这就像是打仗前的排兵布阵。
”他说要先把高温合金的表面清理得干干净净，不能有油污、铁锈啥的。
这就好比给两个要牵手的人把手洗干净，不然脏东西夹在中间，能牵得紧吗？而且焊接材料的选择也至关重要，就像给两个人选合适的红线，要根据高温合金的种类、性能等来挑选。
在焊接的过程中，温度控制简直是关键中的关键。
高温合金嘛，本来就是耐高温的，但是焊接的时候温度要是高过了头，那就像把蛋糕烤焦了一样，整个性能都会被破坏。
常用金属焊接性之高温合金的钎焊
常用金属焊接性之高温合金的钎焊高温合金是在高温下具有较好的力学性能、抗氧化性和抗腐蚀性的合金。
这类合金可分为镍基、铁基和钴基三类；在钎焊结构中用得最多的是镍基合金。
镍基合金按强化方式分为固溶强化、实效沉淀强化和氧化物弥散强化三类。
固溶强化镍基合金为面心立方点阵的固溶相，通过添加铬、钴、钨、钼、铝、钛、铌等元素提高原子间结合力,产生点阵畸变,降低堆垛层错能，阻止位错运动,提高再结晶温度来强化固溶体。
沉淀强化镍基合金钢是在固溶强化的基础上添加较多的铝、钛、铌、钽等元素而形成的。
这些元素除形成强化固溶体外，还与镍形成Ｎi3(Al、Tｉ)γ’或Ni３(NbAlＴi）γ”金属间化合物相；同时钨、铜、硼等元素与碳形成各种碳化物。
ＴD-Ni和ＴD-NiＣr合金是在镍或镍铬基体中加入2%左右弥散分布的ThＯ２颗粒，产生弥散强化效果的新型高温合金。
一:钎焊性高温合金均含有较多的铬，加热时表面形成稳定的Cr2Ｏ３，比较难以去除；此外镍基高温合金均含铝和钛,尤其是沉淀强化高温合金和铸造合金的铝和钛含量更高。
铝和钛对氧的亲和力比铬大得多,加热时极易氧化。
因此，如何防止或减少镍基高温合金加热时的氧化以及去除其氧化膜是镍基高温合金钎焊时的首要任务。
镍基高温合金钎焊时不建议用钎剂来去除氧化物,尤其是在高的钎焊温度下,因为钎剂中的硼砂或硼酸在钎焊温度下与母材起反应,降低母材表面的熔化温度，促使钎剂覆盖处的母材产生溶蚀；并且硼砂或硼酸与母材发生反应后析出的硼可能渗入母材,造成晶间渗入。
对薄的工件来说是很不利的。
所以镍基高温合金一般都在保护气氛，尤其是在真空中钎焊。
母材表面氧化物的形成和去除与保护气氛的纯度以及真空度密切相关。
对于含铝和钛低的合金，热态真空度不应低于１0-2Ｐa；对于含铝钛较高的合金，表面氧化物的去除不仅与真空度有关，而且还与加热温度有关。
无论是固溶强化，还是沉淀强化的镍基高温合金，都必须将其合金元素及其化合物充分固溶于基体内,才能取得良好的高温性能。
高温合金GH4169使用和特性GH4169热加工处理焊接性能知识
高温合金GH4169使用和特性GH4169热加工处理焊接性能知识一、GH4169简介：GH4169是Fe-Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度范围-253~650℃，短期使用温度在800℃，在650℃以下时具有高强度、良好的韧性以及在高低温环境均具有耐氧化耐腐蚀性。
以及良好的加工性能和焊接性能和长期组织稳定性。
二、GH4169使用和特性GH4169合金已用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，制作石油化工中应用的多种零件，可批量生产且使用性况良好。
合金在真空自耗重熔时可采用氦气冷却工艺，可有效减轻铌元素偏析，采用喷射成形工艺生产环件，可降低成本和周期，采用超塑成形可扩大生产范围。
适用于制作航空、航天和石油化工中的环件、叶片、紧固件和结构件等，主要有棒、板、管、带、丝、等。
三、GH4169对应牌号国外对应牌号：德标：2.4668、美标N07718、国标：GH4169。
四、GH4169力学性能表品种热处理温度0/°C拉伸强度Σb\MPa延伸率A/%断面收缩率Z/%热扎棒标准热处理20≥1270≥12≥15 650≥1000≥12≥18冷扎板标准热处理20≤895≥40五、GH4169热加工处理和焊接性能知识GH4169合金合适的热加工温度为1120-900℃，冷却方式可以是水淬或其他快速冷却方式，热加工后应及时退火以保证得到很好的性能。
热加工时材料应加热到加工温度的上限，为了保证加工时的塑性，变形量达到20%时的终加工温度不应低于960℃。
冷加工应在固溶处理后进行，加工硬化率大于奥氏体不锈钢，因此加工设备应作相应调整，并且在冷加工过程中应有中间退火过程。
机加工需在固溶处理后进行，要考虑到材料的加工硬化性，与奥氏体不锈钢不同的是，适合采用低表面切削速度。
工件焊缝附近的氧化物要比不锈钢的更难以去除，需要用细砂带打磨，在HNO3和HF的混合酸中酸洗之前，也要用砂纸去除氧化物或进行盐浴预处理。
k403高温合金焊接工艺
k403高温合金焊接工艺K403高温合金焊接工艺引言：K403高温合金是一种具有优异高温性能的合金材料，广泛应用于航空航天、石油化工、电力等领域。
然而，由于其高温性能优异，使得其焊接工艺相对较为复杂。
本文将介绍K403高温合金的焊接工艺及其注意事项。
一、焊接前的准备工作1. 材料准备：选取合适的K403高温合金焊材，确保焊接接头的高温性能与母材相匹配。
2. 清洁表面：焊接前需将母材表面进行清洁处理，以去除油污、氧化物等杂质，确保焊接接头的质量。
3. 预热处理：对于较厚的母材，可进行预热处理，以减小焊接时的温度梯度，降低热应力。
二、焊接工艺选择1. TIG焊接：TIG焊接是一种常用的焊接方法，适用于对焊接质量要求较高的情况。
在TIG焊接过程中，应注意控制焊接电流、焊接速度和焊接电弧的稳定性，以避免焊接缺陷的产生。
2. 离子束焊接：离子束焊接是一种高能束焊接技术，适用于K403高温合金的焊接。
离子束焊接具有能量高、热输入低、热影响区小等优点，能够实现高质量的焊接接头。
三、焊接参数控制1. 焊接电流：焊接电流是影响焊接质量的关键参数之一，过大或过小的电流都会导致焊接缺陷的产生。
应根据母材的厚度和焊接接头的要求，合理选择焊接电流。
2. 焊接速度：焊接速度的选择与焊接电流密切相关。
过快的焊接速度会导致焊缝不充分，焊接质量下降；过慢的焊接速度则会导致过热区域扩大，产生过多的热应力。
应根据实际情况，选择合适的焊接速度。
3. 焊接温度：焊接温度是影响焊接质量的重要参数，过高的温度会导致焊接接头的烧穿，过低的温度则会导致焊缝不充实。
应根据焊接材料的熔点和焊接接头的要求，控制焊接温度。
四、焊接接头的质量检测1. 可视检测：通过目视观察焊缝表面的形态和颜色，检查是否存在焊接缺陷，如气孔、裂纹等。
2. X射线检测：利用X射线技术对焊接接头进行检测，可以发现隐蔽的焊接缺陷，如夹杂、未熔合等。
3. 超声波检测：利用超声波技术对焊接接头进行检测，可以发现焊接接头内部的缺陷，如气孔、夹杂等。
高温合金焊接方法
高温合金焊接方法
高温合金焊接是一种特殊的焊接方法，主要用于焊接高温合金材料，例如钨合金、钼合金、铬合金等。
这些材料具有高温强度和耐腐蚀性能，因此在航空、航天、能源、化工等领域得到广泛应用。
高温合金焊接方法主要包括氩弧焊、电子束焊、激光焊等。
其中，氩弧焊是最常用的方法之一。
在氩弧焊中，焊接区域被加热到一定温度，然后使用氩气作为保护气体，保护焊接区域不受氧化和污染。
电子束焊和激光焊则利用高能电子束和激光束将焊接区域加热至高温，从而实现焊接。
高温合金焊接方法的选择取决于材料的类型和工件的形状、尺寸等因素。
在焊接过程中，需要注意控制焊接温度、保护气体流量和焊接速度等参数，以保证焊接质量和稳定性。
同时，也需要对焊接后的工件进行热处理等后续处理，以消除应力和提高材料的性能。
总之，高温合金焊接是一项重要的工艺，对于提高材料的耐高温和耐蚀性能具有重要意义。
在实际应用中，需要结合不同的焊接方法和后续处理技术，以满足不同领域的需要。
- 1 -。
各种高温合金特性的介绍
m3 ℃
℃)
11.3(100
8.2
℃)
比热 容 J/kg• ℃ 439. 6
弹性 模量 GPa
221
剪切模 量 GPa
电阻 率 μΩ•m
1.24
泊松 比
线膨胀系数 a/10-6℃-1
11.56(20~100 ℃)
GH4033力学性能：(在20℃检测机械性能的最小值)
热处理方式
抗拉强度 σb/MPa
屈服强度 σp0.2/MPa
似完全热处理状态的强度。
4、零件热处理就在无硫的中性或还原性气氛中进行，以免发生硫化。
GH3030(GH30)
GH3030特性及应用领域概述：
该合金是早期发展的80Ni-20Cr 固溶强化型高温合金，化学成份简单，在800℃以
下具有满意的热强性和高的塑性，并具有良好的抗氧化、热疲劳、冷冲压和焊接
工艺性能。合金经固溶处理后为单相奥氏体，使用过程中组织稳定。主要用于
1、该合金板材有良好的冲压工艺性能。钢锭锻造加热温度 1170℃，终锻900℃。 2、该合金的晶粒度平均尺寸与锻件的变形程度、终锻温度密切相关。
3、合金可以用氩弧焊、点焊、缝焊及钎焊等方法焊接。 GH600镍-铬-铁基固溶强化合金 GH600特性及应用领域概述： 该合金是镍-铬-铁基固溶强化合金，具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化性能、优良 的冷热加工和焊接性能，在700℃以下具有满意的热强性和高的塑性。合金可以 通过冷加工得到强化，也可以用电阻焊、溶焊或钎焊连接，适宜制作在1100℃以 下承受低载荷的抗氧化零件。 GH600相近牌号： Inconel600 UNS NO6600 (美国)
点 ℃
λ/(W/m• ℃)
J/kg• ℃
高温合金的性能
高温合金是在高温下具有较高力学性能、抗氧化和抗热腐蚀性能的合金。
高温合金按基体成分可分为镍基高温合金、铁镍基高温合金和钴基高温合金，其中镍基高温合金发展最快，使用也最广，铁镍基高温合金次之。
按强化方式分为固溶强化合金和析出强化合金（或称时效沉淀强化合金）等。
按成型方式和生产工艺分为变形合金、铸造合金、粉末冶金合金和机械合金化合金。
固溶强化高温合金的基体为面心立方点阵的固溶体，在其固溶度范围内通过添加铬、钴、钼、钨、铌等元素，提高原子间结合力，产生点阵畸变，降低堆垛层错能，阻止位错运动，提高再结晶温度来强化固溶体。
固溶强化的效果取决于合金化元素的原子尺寸及加入量。
原子半径较大、熔点较高的钼和钨具有较好固溶强化作用，两者总含量可达18%~20%。
铬可防止高温氧化和热腐蚀，但含量过高会降低γ’相的固溶度，使合金的热强性下降。
镍基固溶强化高温合金一般均具有优良的抗氧化、抗热腐蚀性能，塑性较高、焊接性能好，但热性相对较低。
铁镍基固溶强化高温合金，虽然与镍基固熔强化高温合金相比在热强性、抗氧化和抗热腐蚀等方面略差一些，但仍具有良好的力学性能、较好冷热加工工艺性能和焊接性能。
析出强化高温合金是在固溶强化高温合金的基础上，通过添加较多的铝、钛、铌等元素而发展的。
这些无元素除了强化固溶体外，通过时效处理，与镍结合形成共格稳定、成分复杂的Ni3(Al Ti)相(也就是γ’相，具有长程有序的面心立方结构)或Ni3(Nb AI Ti)相（也就是γ’’相，有序体心四方结构）金属间化合物，同时钨、钼、铬等元素与碳形成各种碳化物（如MC M6C M23C6等）由于γ’(γ’’)相和碳化物存在，使合金的热强性大大提高。
此外，这类合金中还可以加入微量的硼、锆和稀士元素、形成间隙相，强化晶界。
近年来发展的一些合金，往往采用固溶，析出和晶界多种方式强化，使合金具有优良的综合性能。
随着AI Ti Nb 等γ’(γ’’)相形成元素含量的提高，其强化效果也增大，热强性提高，但合金的冷热加工性能和焊接性能随之下降。
德国高温合金标准
德国高温合金标准1. 化学成分德国高温合金的化学成分主要包括铁、铬、镍、钼、钴、钛、铝、铌、钒等元素。
其中，铁和铬是合金的基本元素，镍和钼是强化元素，钴和钛是提高高温强度和抗氧化的元素，铝和铌可以细化晶粒和提高高温强度，钒则可以改善高温塑性和韧性。
2. 力学性能德国高温合金具有较高的高温强度、抗氧化性和抗腐蚀性。
其力学性能包括屈服强度、抗拉强度、延伸率和断面收缩率等。
德国高温合金的屈服强度和抗拉强度均高于普通钢材，但延伸率和断面收缩率则较低。
3. 物理性能德国高温合金具有较好的热稳定性和抗氧化性。
其物理性能包括熔点、热导率、线膨胀系数和比热容等。
德国高温合金的熔点较高，热导率较低，线膨胀系数和比热容则与普通钢材相近。
4. 耐腐蚀性能德国高温合金具有良好的抗高温氧化性和抗腐蚀性。
其耐腐蚀性能包括表面氧化层、腐蚀速率和抗腐蚀性能等。
德国高温合金的表面氧化层较厚，腐蚀速率较低，抗腐蚀性能较好。
5. 加工制造性能德国高温合金的加工制造性能较差。
其加工制造过程需要较高的温度和压力，且易出现加工硬化和开裂等问题。
因此，在加工制造过程中需要注意控制加工参数和选用合适的加工刀具。
6. 焊接性能德国高温合金的焊接性能较差。
其焊接过程中易出现裂纹、气孔和夹渣等问题。
因此，在焊接过程中需要注意控制焊接参数和选用合适的焊接材料。
同时，在焊接前需要进行预热处理和焊后热处理，以降低焊接应力和提高焊接质量。
7. 质量控制与检验德国高温合金的质量控制与检验非常重要。
在生产过程中需要进行严格的化学成分控制、冶炼和锻造过程的监控以及热处理过程的控制等。
同时，在成品检验过程中需要进行化学成分分析、力学性能测试、金相组织分析、无损检测和焊缝质量检验等。
8. 应用与规范德国高温合金广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域。
其应用范围广泛，包括航空发动机涡轮叶片、燃烧室、紧固件等部件，以及能源领域的燃气轮机叶片、核反应堆燃料棒等部件。
在使用过程中需要遵循相关规范和标准，以确保安全可靠的使用。
高温合金钢的焊接性能测试与评价
高温合金钢的焊接性能测试与评价1. 引言高温合金钢由于其在高温环境下具有优异的耐热、耐腐蚀和高强度等特性，被广泛应用于航空航天、能源等领域。
然而，高温合金钢的焊接性能对于组装和维修工艺至关重要。
本文将介绍高温合金钢的焊接性能测试与评价方法，为高温合金钢的焊接工艺提供可靠的依据。
2. 焊接性能测试方法2.1 焊接接头制备选择与高温合金钢相兼容的焊接材料，将试样材料切割成合适的尺寸，并按照标准焊接工艺制备焊接接头。
确保接头的质量符合焊接工艺要求。
2.2 扭转试验扭转试验是评估高温合金钢焊接接头强度和韧性的常用方法之一。
将试样夹紧在测试机上，施加扭矩并测量所需的扭转角。
根据扭转角和施加的力矩，计算焊接接头的扭转刚度和扭转强度。
通过对不同焊接接头进行扭转试验，评估焊接性能的差异。
2.3 拉伸试验拉伸试验用于评估焊接接头的强度和延伸性能。
将试样放入拉伸试验机中，施加逐渐增加的拉力，并记录所需的力和伸长。
根据力与伸长的关系绘制应力-应变曲线，计算焊接接头的屈服强度、抗拉强度和延伸率。
通过对不同焊接接头进行拉伸试验，比较焊接接头的机械性能。
2.4 冲击试验冲击试验评估焊接接头的抗冲击性能。
将试样放置在冲击试验机中，以一定速率施加冲击负荷。
通过测量断口的冲击吸收能力和延伸性能，评估焊接接头的抗冲击性能。
2.5 金相显微镜观察利用金相显微镜观察焊缝的显微结构和组织情况。
首先，将试样经过表面研磨和腐蚀处理，然后在显微镜下观察焊缝的晶粒形貌、晶粒大小和晶界分布等特征。
金相显微镜观察可以提供有关焊接接头质量、焊缝结构和热影响区的信息。
3. 焊接性能评价方法3.1 强度评价通过扭转试验和拉伸试验获得的力学性能数据，计算焊接接头的屈服强度、抗拉强度和延伸率等参数。
将实测结果与标准要求进行对比，评估焊接接头的强度。
3.2 韧性评价通过扭转试验和拉伸试验获得的力-位移数据，绘制应力-应变曲线。
从这些曲线中计算焊接接头的屈服点、峰值点和断裂点应力、塑性区大小和延伸性能等参数。
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺
铁镍基高温合金的焊接性及焊接工艺一、焊接性对于固熔强化的高温合金，主要问题是焊缝结晶裂纹和过热区的晶粒长大，焊接接头的“等强度”等。
对于沉淀强化的高温合金，除了焊缝的结晶裂纹外，还有液化裂纹和再热裂纹；焊接接头的“等强度”问题也很突出，焊缝和热影响区的强度、塑性往往达不到母材金属的水平。
1、焊缝的热裂纹铁镍基合金都具有较大的焊接热裂纹倾向，特别是沉淀强化的合金，溶解度有限的元素Ni和Fe，易在晶界处形成低熔点物质，如Ni—Si，Fe—Nb，Ni—B等；同时对某些杂质非常敏感，如：S、P、Pb、Bi、Sn、Ca等；这些高温合金易形成方向性强的单项奥氏体柱状晶，促使杂质偏析；这些高温合金的线膨胀系数很大，易形成较大的焊接应力。
实践证明，沉淀强化的合金比固熔强化合金具有更大的热裂倾向。
影响焊缝产生热裂纹的因素有：①合金系统特性的影响。
凝固温度区间越大，且固相线低的合金，结晶裂纹倾向越大。
如：N—155（30Cr17Ni15Co12Mo3Nb），而S—590（40Cr20Ni20Co20Mo4W4Nb4）裂纹倾向就较小。
②焊缝中合金元素的影响。
采用不同的焊材，焊缝的热裂倾向有很大的差别。
如铁基合金Cr15Ni40W5Mo2Al2Ti3在TIG焊时，选用与母材合金同质的焊丝，即焊缝含有γ／形成元素，结果焊缝产生结晶裂纹；而选用固熔强化型HGH113，Ni—Cr—Mo系焊丝，含有较多的Mo，Mo在高Ni合金中具有很高的溶解度，不会形成易熔物质，故也不会引起热裂纹。
含Mo量越高，焊缝的热裂倾向越小；同时Mo还能提高固熔体的扩散激活能，而阻止形成正亚晶界裂纹（多元化裂纹）。
B、Si、Mn含量降低，Ni、Ti成分增加，裂纹减少。
③变质剂的影响。
用变质剂细化焊缝一次结晶组织，能明显减少热裂倾向。
④杂质元素的影响。
有害杂质元素，S、P、B等，常常是焊缝产生热裂纹的原因。
⑤焊接工艺的影响。
焊接接头具有较大的拘束应力，促使焊缝热裂倾向大。
高温合金及锌的焊接
高温合金及锌的焊接引言本文档旨在探讨高温合金及锌的焊接技术。
高温合金在高温环境下具有良好的耐热性能，而锌是一种常用的金属材料，二者的焊接技术对于工业制造和维修工作具有重要意义。
本文将介绍高温合金及锌的焊接过程和技术要点。
高温合金的焊接高温合金包括各种镍基合金、钴基合金和铁基合金等。
其耐高温性能是由于合金中添加了稀土元素、高熔点金属或其他合金元素。
高温合金的焊接需要特殊的焊接材料和工艺。
焊接材料选择合适的焊接材料对于高温合金的焊接至关重要。
通常使用与被焊接材料相似或相容的焊丝或焊条。
焊接材料的选择要考虑到合金成分、焊接性能以及所需的焊接强度。
焊接工艺高温合金的焊接工艺中需要注意以下几点：1. 预热：预热可以提高焊缝的质量和焊接材料的变形性能。
预热温度可以根据具体合金材料的要求进行调整。
2. 保护气体：在焊接过程中，使用适当的保护气体可以减少氧、氮等气体的侵入，防止氧化和杂质的形成。
3. 焊接电流和电压：根据高温合金的特性和焊接材料的规格，选择适当的焊接电流和电压。
4. 后处理：焊接完成后，需要进行适当的后处理，例如退火和热处理，以确保焊接接头的强度和性能。
锌的焊接锌是一种常见的金属，广泛应用于工业和日常生活中。
锌的焊接工艺相对简单，但仍需要注意以下要点：焊接材料对于普通锌材料的焊接，通常使用锌焊丝或锌焊条作为焊接材料。
选择与被焊接材料相同或相似的焊接材料可以提高焊接接头的质量。
焊接工艺锌的焊接工艺相对简单，主要包括以下几个步骤：1. 清洁表面：在焊接前，需要清洁被焊接材料的表面，以去除表面的氧化物和污垢。
2. 焊接操作：在适当的焊接温度下，使用锌焊丝或锌焊条进行焊接。
根据需要可以选择不同的焊接方式，如手工电弧焊、气焊等。
3. 焊接保护：在焊接过程中，使用适当的焊接保护剂可以减少氧化和杂质的形成。
4. 后处理：焊接完成后，根据需要进行后处理，如清洗、抛光等，以提高焊接接头的质量。
结论高温合金及锌的焊接技术对于工业制造和维修工作具有重要意义。
高温合金牌号及具体性能表
高温合金牌号（GB/T14992-1994）2007-4-24 16:21:20高温合金：凡在应力及高温（一般指600~650摄氏度以上）同时作用下，具有长时间抗蠕变能力与高的持久强度和高的抗蚀性的金属材料，称为耐热合金或高温合金。
常用的有铁基合金、镍基合金、钴基合金，还有铬基合金、钼基合金及其他合金等。
高温合金是制造燃汽轮机、喷气式发动机等高温下工作零部件的重要材料。
表8-28高温合金的牌号及化学成分注：1.GH1035合金中的Ti和Nb为任选其一，不是同时加入的。
2.GH3039合金中允许有铈(Ce)存在。
3.表中B、Zr、Ce的含量为计算加入量，可不分析测定(除非产品标准或协议、合同中另有规定)。
表8-30高温合金的特性和应用注：各成分含量皆指质量分数。
表5-6-7中国与国外变形高温合金牌号近似对照①W-Wr.是德国DIN17007系统的数字材料号（Wdrkstoff-Nummer）；L-Nr.是德国航空标准数字牌号（Luftfahrtstoff-Nr）的缩写，在表中加括号，以示区别。
②英国牌号中带“”的为商业牌号，与美国牌号通用。
镍基高温合金锻件的热处理固溶强化的镍基高温合金（如GH3030，GH3039，GH3044，GH141等）锻件一般采用固溶时效处理。
固溶处理的目的，不但是为了溶解基体内的碳化物和r′相，以获得均匀的固溶体，为时效作组织准备，而且也是为了获得适当的晶粒度。
一般固溶处理温度在1040～1230℃范围内，需确定恰当的固溶处理加热温度和保温时间，以防止r相晶粒不均匀长大、过热和过烧。
有些合金，除了固溶时效处理外，还采用中间热处理，以获得较高的持久强度、高温塑性和较小的缺口敏感性。
高温合金的热处理制度见表12。
第三章(高温合金的焊接)
70年代以后，我国开始引进欧美发动机WS-8、WS-9、WZ-6、 WZ-8，并研制生产出WP-13 等发动机，相应引进和试制了一批欧美体 系的高温合金，并按欧美标准进行质量管理和生产，使我国高温合金 生产水平接近西方工业国家的水平。与此同时，我国自行研究和开发 了一批新的镍基高温合金，如GH4133、GH4133B、GH3128、GH170、 K405、K423A、K419和537等。
● Al、Ti同时存在，部分Ti代替Al， γ′相变为Ni3（Al， Ti），Ti促进γ′相变析出，并提高γ′相的强度；。
● Al、Ti总量决定γ′相数量。 γ′相越多，合金高温性 能越高；
● W、Mo、Nb、Ta等原子半径大的元素，不同程度地进入 γ′，使合金的热稳定性提高；
● Ni基合金中Fe控制得很低。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
具体归纳为： (a) 在镍中能形成无限固溶体或者溶解度很大的元素。 (b) 原子半径比镍大的合金元素，加入到镍的固溶体中时，将会使点
阵常数增大。 (c) 高温蠕变时应考虑扩散型变形机构的影响，利于加强原子间的结
合力。 (d) 固溶体中溶质原子的补给、不均分布有助于合金热强性的提高。 (e) 溶质原子的加入，还可以通过改变位错的某种属性、阻止位错高
航空喷气发动机生产的需要是我国高温合金发展的动力。材料 标准是高温合金设计、生产、验收的技术依据，1956年我国正式 开始研制生产高温合金，第一种高温合金是GH3030，WP-5火焰筒 ，有抚顺钢厂、鞍山钢铁公司、冶金部钢铁研究总院、航空材料 研究所和410厂共同承2担试制任务，1957年顺利通过长期试车后 投入生产。到1957年底，继GH3030合金之后，WP-5 发动机用的 GH4033、GH34和K412合金相继试制成功。
GH4099高温合金
GH4099介绍：
GH4099是Ni-Cr基沉淀硬化型变形高温合金，长期使用温度可达900摄氏度以下，短时温度可达1000摄氏度。合金加入钨、钼、铬和钴等元素进行固溶强化，加入铝和钛和铌等元素形成沉淀硬化相，加入微量硼和铈元素进行晶界强化，综合强化效果明显。合金具有较高的热强性、组织稳定、并具有良好的冷热加工成型性能和焊接性能。
热扎棒10~100mm,锻制棒：100mm~350mm,冷扎薄板0.05mm-4.0mm,热扎板:4mm~14mm,带2mm-10mm,各尺寸规格锻件环件，库存个别牌号不定尺。
GH4099物理能：
密度g/cm³
磁性
热导率/w/(m.k)
100-800℃
电阻率
℃)/（Ω.mm2/m)
20℃
比热容
℃)/kg/(kg.k)℃
25-900℃
线胀系数
/(10-6/k)
25~700℃
8.47
无
10.47-23.45
1.37
0.543-0.726
15.3
温度0/℃
20
700
800
弹性模量E/GPa
210
167
147
GH4099力学性能:
品种
热处理
温度0/°C
拉伸强度Σb\MPa
≥
延伸率A/%
≥
硬度Hv
锻轧棒
标准热处理
20
1130
35
300
GH4099加工处理和焊接性能:
合金可与GH3030、GH3044、GH3128等组合进行氩弧焊和缝焊。十字塔接焊接裂纹倾向性小于15，可以用手工氩弧焊、自动钨极氩弧焊、缝焊和点焊等方式进行连接。电阻焊接的待焊表面须进行酸洗。
高温合金焊接研究现状及发展趋势
高温合金焊接研究现状及发展趋势摘要：硬质合金是一种粉末冶金制造的金属陶瓷材料，金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC和其他碳化物)作为基体，过渡金属(Co、Fe和Ni)作为结合相。
由于强度高、硬度高、耐磨性高、热膨胀系数小、Roth硬度好等一系列优良特性，被称为“工业牙齿”。
作为切削刀具、高温高压成形工具、耐磨耐腐蚀零件等材料，广泛应用于航空航天、工程、石油工业、地质勘探等领域。
关键词：硬质合金；钢；焊接方法；发展趋势引言高温合金又称超合金（Superalloy），是一种基于第八组元素的合金材料，能够承受高温高压下的较大载荷，保持较高的表面稳定性。
高温合金一般具有良好的耐高温性、抗氧化性和耐腐蚀性、优良的抗疲劳性和抗蠕变性以及优良的结构稳定性。
是目前飞机发动机和地面燃气轮机热端零件的最佳材料。
1高温合金的概况及分类采用材料改造方法，可将高温合金分为铸造高温合金、锻造高温合金和新型高温合金。
当前，锻造高温合金在生产实践中占据主导地位。
膝关节置换术的最新发展成功研制了我国φ1.2m GH4698合金圆盘和φ0.8m GH4742合金圆盘，成功消除了进口依赖性，满足了我国大型船舶和燃气轮机的迫切发展需要。
铸态高温合金结构较为稳定，甚至其稳定的工作温度也可以提高到1827℃以上。
新型高温合金解决了高温合金的强分离和难形成问题，主要包括普通粉末冶金和氧化分散高温合金。
与前两种方法形成的超合金相比，新型超合金的应用范围更广。
2焊接方法2.1钎焊作为焊接硬质合金到钢的最传统的连接方法，连接性能主要取决于批次的选择。
因此，目前的研究主要集中在选择和研究开发批次，其中最常用的批次是铜批次、镍批次和银钎焊。
Cu基焊料具有良好的塑性和韧性，能很好地保护WC-co-hartll，并且与钢的热膨胀系数很好地匹配。
Cu合金与钢焊接时的残馀应力几乎可以忽略不计，因此引起了科学界和工业界的关注。
与纯Cu相比，含Sn、Mn、Zn、Al等合金元素的Cu基焊料具有较好的基体润湿性，成型Fe-Co基固体溶液提高了落叶松化合物的界面结合强度，从而获得了具有优良力学性能的焊接接头。
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高温合金的焊接性1 引言高温合金是航空发动机的关键材料，而镍基及镍铁基高温合金是目前高温合金结构材料的重要组成部分,镍基高温合金由于具有优异的耐热性及耐腐蚀性，被称之为“航空发动机的心脏”，具有组织稳定、工作温度高、合金化能力强等特点，目前已成为航空航天、军工、舰艇燃气机、火箭发动机所必须的重要金属材料，同时在高温化学、原子能工业及地面涡轮等领域得到了广泛的应用。
据统计，在国外一些先进的飞机发动机中,高温合金的用量已达发动机重量的55%～60%。
用于制造涡轮叶片的材料主要是镍基高温合金，同时镍基高温合金还是目前航空发动机和工业燃汽轮机等热端部件的主要用材，在先进发动机中这种合金的重量占50%以上。
从高温合金的发展史来看，高温合金经历了变形高温合金、普通铸造高温合金、定向凝固高温合金、单晶高温合金4个阶段。
低膨胀高温合金具有高强度和低膨胀系数相结合的独特性能, 有良好的冷热疲劳性能, 耐热冲击、抗高压氢脆。
自70年代开始研究开发低膨胀高温合金以来, 相继有十几种不同类型的低膨胀高温合金问世, 并被广泛用于航空航天工业中。
航空工业上低膨胀高温合金主要用于涡轮发动机机匣、涡轮外环以及封严圈、蜂窝支撑环等零部件的制造, 以缩小叶片与机匣、封套之间的间隙, 降低燃气损失, 提高发动机的推力和效率。
美国的CFM—56、V—2500 和F101发动机都大量采用这类合金,有的用量已达到发动机质量的25%。
航天工业上采用这类合金制造宇宙飞船和火箭发动机的主燃烧室、涡轮泵和喷嘴等零件。
低膨胀高温合金的应用不可避免要涉及到焊接加工。
已有的研究表明, 这类合金焊接时存在一定的焊缝结晶裂纹和热影响区微裂纹倾向。
这不仅会限制新材料的应用范围, 还有可能引发再热裂纹和疲劳裂纹造成产品的报废, 甚至给飞机的安全飞行埋下严重隐患。
因此, 开展低膨胀高温合金的焊接性研究, 研究其焊接裂纹的形成机理、影响因素和控制措施,不仅能够丰富焊接裂纹理论, 而且对于提高航空航天发动机的可靠性和安全性有着重要意义。
该领域的研究日益受到人们的重视, 并且取得了一定的进展。
2 低膨胀高温合金的成分特点及焊接性大致可以把低膨胀高温合金分为四类。
第一类是含Nb低膨胀高温合金, 它包括Incoloy 903 和Pyroment CTX—1及国产GH903 。
此类合金以Fe-Ni-Co为基, 添加Nb、Ti、Al等元素进行强化。
第二类是降Al低膨胀高温合金, 它包括Incoloy 907 和CTX—3及国产GH907。
为提高抗应力加速晶界氧化脆性, 此类合金中限制Al含量<0.1%(质量分数),适当提高了Nb含量。
第三类是高Si低膨胀高温合金, 它包括Incoloy 909和CTX—909及国产GH909。
这类合金是降Al 低膨胀高温合金的改型,其基本成分相同, 仅提高了Si含量。
最后一类是抗氧化低膨胀高温合金。
已有的关于低膨胀高温合金的研究, 主要集中在Incoloy903上,对于Incoloy907和Incoloy 909的研究相对较少, 国内对GH907焊接热影响区液化裂纹作过系统的研究。
而关于GH909焊接性的研究, 目前仍未见报道。
Ernst等采用点状和小型可变拘束试验考察了Incoloy 903、Incoloy 907和Incoloy 909的焊接性。
结果表明, 这些合金对热影响区(HAZ)液化裂纹和焊缝结晶裂纹的相对敏感性排序为Incoloy903<Incoloy907<Incoloy 909 ,而且它们的裂纹敏感性大大高于300系列奥氏体不锈钢的裂纹敏感性。
从已有的文献报道看,与熔合区的结晶裂纹相比,低膨胀高温合金HAZ微裂纹更严重。
3 HAZ 微裂纹形成机理晶界上富Nb、P和C的连续或半连续液膜的形成是产生HAZ微裂纹的主要原因。
如果液相以离散的形式分布于晶界的孔穴处,则不会造成HAZ 微裂纹。
关于HAZ 晶界液膜的形成有多种不同的机理:(1)由偏析引起的局部成分变化造成晶界的熔化;(2)由初始碳化物、碳氮化物、硼化物、硫化物等的组分液化在晶界形成液膜;(3)晶界迁移时造成γ相晶界溶质的积累;(4)熔合区富Nb的重新凝固的晶界上的Nb沿熔合区连续通道扩散进入HAZ;(5)富Nb液相沿γ相晶界从熔合区向HAZ 内贯穿。
在上述各机理中组分液化得到了更多的认可与研究。
Lin 等人的研究认为, Incoloy903中HAZ液相的基本来源是富Nb 碳化物的组分液化, 而Incoloy909中其来源则是富Nb和Si的Laves相和/或G-相的组分液化。
Nakkalil等进一步的研究表明,Incoloy 903HAZ液相主要产生于晶界上已有的初始MC碳化物、MNP磷化物以及细小碳化物的组分液化。
HAZ 微裂纹敏感性与HAZ晶界液相数量有关, 随Nb+Si含量增加, 液相增加, 裂纹敏感性也增加。
Nakkalil等人的研究发现, 晶界上过饱和液膜的凝固方式对微裂纹的形成有重要影响。
当HAZ 晶界液膜以与熔合区相似的凝固方式凝固时,γ树枝晶形核长大, 然后进行终了γ/MC 碳化物共晶反应, 最终造成大量的微裂纹;当HAZ晶界液膜以液膜迁移(LFM)的方式凝固时, 液膜溶解处于其前方的γ基体并在其后方沉积富Nb的γ固溶体, 通过液膜中的溶质传输减轻过饱和,HAZ、LFM的大量发生减小了总的凝固温度范围, 避免了晶界液相的低熔点终了共晶反应, 因而减少了微裂纹的发生。
HAZ微裂纹的形成机理可以归结为:焊接过程快速的热循环能够促进一些合金系统中析出物的组分液化, 在HAZ的固相线下部分形成晶界液膜。
快速冷却限制了溶质自晶界液相向基体的扩散程度,因此扩大了它的凝固范围。
同时, 该液相不能通过液膜迁移(LFM)减轻过饱和并避免在裂纹形成前生成终了低熔共晶液相。
当局部热应力变为拉伸时存在晶界液膜, 就会在HAZ 发生液化裂纹。
另外, 液相吸附磷至晶界, 降低固液界面能削弱晶界结合, 会加剧微裂纹。
直的晶粒边界通道有助于液相铺展和裂纹扩展, 降低发生LFM 的驱动力, 增加微裂纹敏感性。
4 影响因素热处理制度和初始组织对HAZ微裂纹倾向有着重要影响。
通常固溶处理有利于杂质的固溶从而减小杂质的晶界积累, 而时效处理则正好使杂质溶解度处于最低谷, 因此对HAZ液化裂纹敏感的材料通常应在固溶状态下焊接。
但史常瑾等人对GH907电子束焊的研究发现,焊前为固溶状态时, 容易发生HAZ液化裂纹,焊前为固溶+时效状态, 却未出现HAZ裂纹,对此尚需进行进一步试验研究分析。
Lin等人研究了Incoloy 903合金初始组织对HAZ微裂纹的影响。
研究发现, 在主要由粗大的温加工晶粒构成的试件中出现大量的微裂纹, 而其周围的细小晶粒中只出现极少量的微裂纹。
细晶的平均晶界曲率大, 有利于LFM 的发生, 因而降低HAZ微裂纹倾向。
增加粗大温加工晶粒周围细小再结晶晶粒的比例能够减少微裂纹。
此外,X.Huang 等人还针对铸造合金718系统地研究了热处理制度对显微组织HAZ 微裂纹的影响。
研究表明, 不同热处理状态下裂纹敏感性排序为均匀化+时效(HOMO+AGE)>均匀化(HOMO)>均匀化+固溶(HOMO+S.T),裂纹敏感性的变化同晶界B 的析出关系密切。
为减小HAZ 微裂纹的发生, Richards 等人研究了电子束焊接参数对Incoloy 903 HAZ 微裂纹的影响, 并定量确定了微裂纹敏感性同焊接参数及熔池形状的关系。
C I =0.000394v-0.0034I-0.0027U +0.013(P/Wmid)+0.0016dw式中CI 为微裂纹敏感性指数, P/Wmid为焊缝深宽比, dw电子束工作距离。
I为电子束电流,U为加速电压, v为焊接速度。
该方程表明, 增加热输入即增加电子束电流I、U和降低v , 能够减少裂纹。
椭圆形熔池与泪滴状熔池相比, 降低裂纹倾向。
此后Richards 等人又对Incoloy 903电子束焊接参数进行了优化, 以回归方程的形式揭示了焊接速度、电子束电流、聚焦电流和电子束振幅对HAZ 微裂纹的影响。
但该回归方程仅适用于Incoloy 903,史常瑾等人对于GH907的研究表明, 线能量和高温停留时间的增加以及加热和冷却速度的提高, 会加剧组分液化, 增加裂纹敏感性, 表现出了与上述方程不同的关系规律。
这可能是两种合金成分差异而致。
Boucher等将裂纹行为同由横截面测得的焊缝最大宽度与熔深比(Wtop/P)联系起来。
发现裂纹总长度随Wtop /P的增大而减小, 在Wtop/P的值大于1.6时,裂纹得以消除。
高焊速通过减小Wtop/P来影响裂纹行为。
作者进一步推断, 电子束摆动和预热能够通过影响焊接熔池的形状和所产生热应力的大小, 减少微裂纹的发生。
Richards等结合焊接热循环时HAZ 温度—位置图和温度—时间曲线分析了焊接速度的影响。
研究发现, 低焊速能够造成液膜厚度减小、LFM 发生量增大、熔池呈椭圆形以及热应力的降低, 因而降低微裂纹倾向。
5 低膨胀高温合金焊接性的定量研究焊缝结晶裂纹和HAZ微裂纹的产生不仅取决于凝固终了低熔点共晶和晶界液膜的形成, 还要受到作用于该液膜上的应力或应变的影响。
为了预测给定焊接条件下合金裂纹的敏感性, 有必要对以焊缝凝固过程和晶界液化为中心的组织演变和应力应变发展进行模拟。
B.Radhakrishnan 最先提出了HAZ晶界液相的形成与凝固过程的一维热流与物质流耦合模型, 并采用该模型计算了伪双元合金的组织演变过程, 确定了增加瞬时晶界液相寿命的因素。
这向预测合金焊接液化裂纹敏感性迈出了重要的一步。
此后T.Zacharia 采用数值模拟研究了不同焊接速度时薄板GTA 焊的焊缝结晶组织变化。
Z.Yang采用模拟求得的冷却速度和CCT 图预测了HSLA—100钢熔合区的显微组织。
Dupont等针对含Nb 高温合金熔化焊模拟了熔合区凝固过程溶质重新分布和组织发展。
将基体(Fe ,Ni ,Cr)元素看成溶剂,作为“三元系”γ-Nb-C 的γ组元,在忽略固相中Nb 的扩散并假定C 扩散无限快的条件下计算了初始L→γ和共晶型L→(γ+Nb)凝固阶段液相比率和成分的变化。
计算结果叠加在伪三元γ-Nb-C凝固相图上, 预测凝固反应顺序以及凝固时形成的γ/NbC 和γ/Laves共晶组分的总量和各自的量。
该模拟使对含Nb 试验合金中成分—组织—结晶裂纹之间关系的定量理解成为可能。
最初的焊接过程数值模拟主要集中于焊接残余应力和变形的预测。
O.R.Myhr最先将数值热流模型、显微组织模型和力学模型依次结合, 成功地预测了6082—T6铝合金空心挤压件焊接过程中显微组织演变、残余应力和变形。