Inconel601焊接性及双P燃烧管工装卡具的研究

摘要

镍基高温合金被广泛地用于制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机的热端部件,尤其是发动机的叶片。若以国际标准150MPa/100h的持久强度作为衡量高温合金的标准，则当前镍基高温合金所能承受的最高工作温度大于1100 ℃。
　　 本文在研究合金元素对镍基合金的影响、镍基合金的强化机理、镍基高温合金显微组织及其焊接性的基础上，制定了Inconel601 镍基高温合金的焊接工艺和无损检测方法，总结了镍基高温合金焊接工艺特点，并在不同的焊接参数下对Inconel601 镍基高温合金进行了多组焊接试验。
　　 通过选取焊接热输入量差别较大的两组试样进行了XRD分析和扫描电镜分析。结果表明，在该合金基体γ相中存在γ′强化相Ni3Al，MC型碳化物相TiC。在焊接线能量约为3400J/cm 时，合金的基体组织不发生变化，焊缝组织与母材产生联生结晶现象，强化相中部分γ′相中的铝元素位置被部分钛元素取代而形成Ni3(Al,Ti)，原有的碳化物中的钛元素部分也被铌元素取代而形成(Nb,Ti)C。当焊接线能量达约为6500J/cm 时，在焊缝金属中会有M23C6型碳化物的产生，焊缝中的含铌元素的碳化物也会发生偏聚。
　　 此外，在组装焊接Inconel601 镍基高温合金双P 燃烧管时，采用脉冲钨极氩弧焊，需要背面气体保护，根据此实际需要研发了适合管道对接内部气体保护的专用卡具。此卡具具有成本低、操作简洁及保护效果良好等性能。
　　 通过本文的研究，可以很好地完成Inconel601 双P 燃烧管对接组装焊接时的内部气体保护，保证焊接外观成型质量。并经SEM组织分析和无损检测验证证明，可以得到良好的Inconel601 高温合金的焊缝内部质量，达到了使用单位的生产要求。