Inconel 690/321不銹鋼異種金屬焊接接頭組織與性能研究

黃衛(wèi)東 伍建文 蘆麗莉 潘學(xué)榮

摘要：針對Inconel 690/321不銹鋼異種金屬多層多道焊接中可能出現(xiàn)裂紋、未焊透、未熔合等缺陷，并伴隨出現(xiàn)劣化組織，導(dǎo)致接頭性能降低的問題，通過金相組織分析、化學(xué)成分分析和顯微硬度測試，開展了異種金屬焊接接頭組織與性能研究。結(jié)果表明：各區(qū)域均為正常的焊接組織，無明顯的焊接缺陷，劣化區(qū)中有TiC，但接頭硬度整體偏低，塑性良好;在多層多道焊過程中，后道層對前道層焊縫區(qū)的回火作用改善了組織，性能未受明顯影響。

關(guān)鍵詞：Inconel 690;321不銹鋼;異種金屬焊接;組織;性能

中圖分類號：TG457.11 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）07-0141-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.07.22

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氬弧焊因焊接穩(wěn)定、熱量集中、弧柱溫度高、焊接生產(chǎn)效率高、電極損耗小、操作方便、成本低廉等諸多優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于核電設(shè)備制造、特種設(shè)備維修等實際工程中[1]。我國自主研發(fā)的某型號小堆中，兩個關(guān)鍵設(shè)備的連接正是由Inconel 690合金與321不銹鋼異種金屬焊接完成的。該焊接結(jié)構(gòu)屬于大尺寸環(huán)形端接的特殊結(jié)構(gòu)，焊縫采用自動添絲氬弧焊連續(xù)施焊365°，經(jīng)由100余道層焊接完成。

因多層多道焊，加之異種金屬的冶金不連續(xù)和熱物理性能差異性等問題，焊接過程中接頭易產(chǎn)生裂紋、未焊透、未熔合等缺陷，伴隨出現(xiàn)較差的微觀組織，導(dǎo)致接頭性能降低。由于該焊接接頭結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中長期處于熱、力、輻照及冷卻劑循環(huán)腐蝕的復(fù)雜工況環(huán)境下，往往是系統(tǒng)及設(shè)備的薄弱部位，焊接過程中產(chǎn)生的微觀缺陷很可能隨著接頭在實際運行中擴大，繼而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞性缺陷。……