Inconel 690/321不銹鋼異種金屬焊接接頭組織與性能研究

黃衛東 伍建文 蘆麗莉 潘學榮

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裂紋、未焊透、未熔合等缺陷，并伴隨出現劣化組織，導致接頭性能降低的問題，通過金相組織分析、化學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。結果表明：各區域均為正常的焊接組織，無明顯的焊接缺陷，劣化區中有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的回火作用改善了組織，性能未受明顯影響。

關鍵詞：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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氬弧焊因焊接穩定、熱量集中、弧柱溫度高、焊接生產效率高、電極損耗小、操作方便、成本低廉等諸多優點被廣泛應用于核電設備制造、特種設備維修等實際工程中[1]。我國自主研發的某型號小堆中，兩個關鍵設備的連接正是由Inconel 690合金與321不銹鋼異種金屬焊接完成的。該焊接結構屬于大尺寸環形端接的特殊結構，焊縫采用自動添絲氬弧焊連續施焊365°，經由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和熱物理性能差異性等問題，焊接過程中接頭易產生裂紋、未焊透、未熔合等缺陷，伴隨出現較差的微觀組織，導致接頭性能降低。由于該焊接接頭結構在工程應用中長期處于熱、力、輻照及冷卻劑循環腐蝕的復雜工況環境下，往往是系統及設備的薄弱部位，焊接過程中產生的微觀缺陷很可能隨著接頭在實際運行中擴大，繼而導致結構出現破壞性缺陷。……