新型马氏体耐热钢SIMP钢先进连接技术研究

- 10 -

高 新 技 术

新型马氏体耐热钢因其具有较高的高温蠕变断裂强度、良好的耐蒸汽腐蚀性、具有较高导热性和优良的加工性能，被广泛地应用于火电机组受热、受压锅炉管道中，也成为核力发电机组中的关键主要钢材。焊接是加工零部件的基本工艺，新型马氏体耐热钢焊接时有其独特的问题，传统的熔化焊焊接新型马氏体耐热钢时，接头冷却过程中容易出现焊接裂纹、气孔等缺陷，大大降低了焊接接头的抗拉强度，同时焊接接头热影响区晶粒粗大，严重降低了新型马氏体耐热钢结构的焊接性能和使用性能。因此采用钨极氩弧焊、瞬时液相扩散焊可以克服传统熔化焊焊接工艺的不足，为新型马氏体耐热钢的焊接工艺寻求到新的焊接途径。本文研究了新型马氏体耐热钢的先进连接技术，并展望其发展现状。

１　熔化焊

１．１　钨极氩弧焊

由于新型马氏体耐热钢焊接时需要用氩气进行保护，焊接时防止被氧化，需要对熔池和热影响区进行保护，所以普通的手工氩弧焊都不能用于新型马氏体耐热钢的焊接。采用钨极氩弧焊需要用高纯度的氩气对熔池和热影响区进行保护，且对母材中杂质的含量也有严格的限制。山东大学吴君、李清明、邹增大等人采用自行研制的TF-5活性剂对T91马氏体耐热钢进行了A-TIG 焊性能研究，结果表明，采用活性剂能大大增加了焊缝熔深，无须开坡口，一次性焊透壁厚5mm 的T91，提高了焊接生产效率，但是通过观察电弧形态发现使用SiO 2作为活性剂时有严重的拖弧现象，导致焊缝成形不连续，严重影响焊接质量。综上所述，新型马氏体耐热

钢焊接目前较为成熟的焊接方法为TIG 焊，虽然该焊接方法可以得到性能优良的焊接接头，但在焊接过程中仍然存在一些问题。

２　固相焊接

２．１　瞬时液相扩散焊

瞬时液相扩散焊是一种母材熔点比连接温度高，焊接变形小，接头强度的性能与母材比较接近焊接方法，在连接温度下，中间层首先熔化润湿母材，在工件的配合界面之间形成液体，当工件在连接温度下保温时，中间层中用来降低

新型马氏体耐热钢SIMP钢先进连接技术研究

陈云峰 陈思杰 李 报

（河南理工大学材料科学与工程学院，河南 焦作 454000）

摘 要：研究发现，通过传统的熔化焊工艺焊接新型马氏体耐热钢SIMP 钢效果并不太理想，故需寻求新的先进连接技术用于焊接新型马氏体耐热钢SIMP 钢。本文综述了钨极氩弧焊、瞬时液相扩散焊等先进连接方法用于焊接新型马氏体耐热钢所取得的成就，并展望了其在新型马氏体耐热钢SIMP 钢中的应用前景。关键词：耐热钢；钨极氩弧焊；瞬时液相扩散焊中图分类号： TG146.2 + 3；TG457.19 文献标志码：A Abstract ：It was found that the welding effect of the new martensitic heat-resistant steel SIMP steel through the traditional fusion welding process is not ideal， so it is necessary to seek new advanced connection technology for welding the new martensitic heat-resistant steel SIMP steel. This article reviews the achievements made by advanced connection methods such as TIG welding and transient liquid phase diffusion welding for the welding of new martensitic heat-resisting steels， and looks forward to its application in new martensitic heat-resistant steel SIMP steels prospect.Keywords ： heat-resistant steel ； tungsten arc welding ； Transient Liquip-Phase Bonding Process

基金项目：河南省科技厅产学研合作项目（152107000047）。

（a）起始状态；（b） 形成液相；（c）液相区达到最大；（d）液相开始收缩；（e）液

相消失；（f）接头均匀化

图1

- 11 -

高 新 技 术

０　引言

物联网是信息领域的又一次重要的发展机会，是新一代的智能互联技术。物联网以无线传感器和RFID 架构为根基，经过融合互联网完成数据传递和共享，运用计算机技术来实现对相关信息的处理和决策。物联网作为一种全新的技术，已经引起各国人民和政府较高程度的重视。这一技术可以实现物与网络在任何时间地点的连接，识别物体，监控物体的状态和位置，以便使解决方案智能化。智能家居、智能医疗、智能学校、智慧城市、智慧地球等各种概念也就随之产生，物联网技术不断地创新和突破发展，也必将引起社会生活领域的变革。

１　物联网的概念

物联网，英文名LOT（Internet of things），按照字面意思也就是由物体和物体相连构成的网络。物联网技术是在互联网基础上发展而来的，可实现各种物-物间的互联互通，它也是互联网技术的发展和创新。物联网、云计算、移动互联网这3种互联网技术将是未来网络技术发展的3个主要方向，引领互联网技术发展。现在许多发达国家都将物联网视为战略性发展行业并予以高度重视。物联网技术通过一些特定的设备，将采集到的各种数据和信号，转变为计算机可辨识的数字信号，信号经过专用的数据通道传送给监控中心，监控中心对采集到的信号数据进行分析和判断，将超出控制范围的数据再通过控制系统进行相应的调整，这样不断地进行收集、处理和调整，就使得整个系统能够实现实时、动态、可

控的运行，最终实现系统的智能化控制。因此，物联网技术将使我们以后的工作和生活实现具有非常高的智能化。

物联网这一概念在20世纪末美国的移动算和网络国际会议上第一次被提出，在21世纪初期逐渐有了一定的应用，近些年来随着物联网技术的不断应用和普及，这一技术也越来越受到我国及欧美等国家的高度重视。在我国，物联网技术也得到了迅速的发展，物联网在各种行业得到了普遍的应用，例如零售业、物流业等行业都在积极推广和使用物联网，现在新兴的共享单车、共享汽车也是物联网技术应用的成功典范。有专家根据物联网技术发展速度和前景预测，到2020年我们将进入智能时代，物联网技术将应用于我们生产生活中的每一个角落。

２　物联网的关键技术

２．１　传感器

传感器是一种能够将欲探测量或测量收集的量转变成电信号的装置。当所探测的目标发生改变时，传感器很快就能反映出来，并且能够立即发出信号，告知系统所探测目标状态发生变化。

传感器的组成主要是3部分，分别是敏感元器件、转换部件和信号控制电路。其中，敏感元器件是对被测量部位状态变化进行直接测量的元件；转换元件是把敏感元件测量到的信号变化转换成电量信号输出；信号控制电路就是把转换部件输出的电量信号转换为受控的电信号的电路。

物联网关键技术及相关应用的研究

刘雅琪

（唐山市第一中学，河北 唐山 063000）

摘 要：物联网是在20世纪末提出来的，它是继计算机和互联网发展之后的又一次信息产业的创新。本文主要介绍了传感器、RFID、M2M、ZigBee 等与物联网有关的关键技术，对物联网在智能交通、智慧校园、医疗保健方面的应用做了研究。关键词：物联网；传感器；RFID ；ZigBee ；M2M 中图分类号：TP393 文献标志码：A

熔点的元素快速扩散到母材金属中，使母材的熔点降低并发生瞬时液化，同时母材中的高熔点元素原子向已熔化为液相的中间层中扩散，使中间层合金的熔点升高，随着发生等温凝固而完成连接过程。新型马氏体耐热钢采用瞬时液相扩散焊，接头性能优于常规熔化焊。瞬时液相扩散焊在航天航空与高新技术领域应用也比较广泛。图1为瞬时液相扩散焊接的3个阶段。

结论

（1）钨极氩弧焊（TIG）接热输入大， 焊缝及热影响区组

织粗大。 活性氩弧焊（ A-TIG ），通过在焊件表面涂敷活性剂，可以增加熔深，提高焊接质量。

（2）相比其他先进连接方法， 瞬时液相扩散焊连接马氏体耐热钢可以获得高强度且没有缺陷的焊接接头，瞬时液相

扩散焊焊接马氏体耐热钢具有巨大的应用价值和发展前景。参考文献

[1]郭世敬，陈思杰，梁峰.新型马氏体耐热钢T92的焊接性能及焊接工艺研究[J].新技术新工艺，2009，25（9）：121-123.

[2]陈思杰，井晓天，李辛庚.T91钢管瞬时液相扩散焊接[J].焊接学报，2004，25（6）：73-76.

[3]李清明，杜宝帅，邹增大，等.几种单一活性剂组分对T91钢A-TIG 焊焊缝的影响[J].焊接技术，2007，36（6）：9-11.

[4] DUVALL D S. TLP Bonding ：a New Method for Joining Heat Resistant Alloys[J].Welding Journal，1974，53（3）：675-686.