為了控制鎳基合金焊縫晶粒粗大傾向,研究工藝參數(shù)對(duì)焊縫晶粒大小的影響,采用脈沖TIG焊對(duì)Inconel601H鎳基合金進(jìn)行焊接,焊后借助光學(xué)顯微鏡對(duì)焊縫橫截面金相組織進(jìn)行觀察并計(jì)算晶粒尺寸.結(jié)果表明,在Inconel601H鎳基合金的脈沖TIG焊中,焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫晶粒大小的影響方式不同.并且在參數(shù)的一定范圍內(nèi),隨著峰值電流、脈沖頻率及占空比的提高,晶粒細(xì)化效果明顯;但隨著基值電流提高,晶粒趨于長大.因此,采用適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)可以有助于改善鎳基合金焊縫晶粒粗大問題. 

【文章來源】：焊接學(xué)報(bào). 2015年04期 第109-112+118頁 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

坡口示意圖(mm)

110焊接學(xué)報(bào)第36卷表1Inconel601H鎳基合金的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table1ChemicalcompositionsofInconel601Hnickel-basedalloyNiCrFeMnAlTiCCuSiSpZr58～6322～249．04～18．6≤0．61．1～1．60．3～0．6≤0．1≤0．5≤0．5≤0．01≤0．02≤0．032試驗(yàn)結(jié)果及分析2．1峰值電流的影響如表2和圖2所示，當(dāng)峰值電流為200A時(shí)，焊縫中大部分晶粒相對(duì)較粗大．由海恩線法測(cè)得晶粒平均直徑約為79～83μm，晶粒數(shù)量相對(duì)較少;當(dāng)峰值電流增加到250A時(shí)，雖然熱輸入增加導(dǎo)致對(duì)熔池的熱輸入增多，但是焊縫中大部分晶粒明顯減小，晶粒平均直徑約為72～74μm．這是因?yàn)楫?dāng)峰值電流增大時(shí)，電弧的電流密度隨之增大，電弧的軸向等離子流力也會(huì)相應(yīng)增大．等離子流力有兩個(gè)作用，一方面對(duì)熔池產(chǎn)生了附加壓力，導(dǎo)致形核質(zhì)點(diǎn)數(shù)目的增長，進(jìn)而使晶粒細(xì)化［8，9］;另一方面對(duì)焊接熔池產(chǎn)生攪拌，使熔池內(nèi)金屬產(chǎn)生較強(qiáng)的對(duì)流［10］．對(duì)流有三重作用，首先，將熔合區(qū)附近部分已結(jié)晶的晶粒打碎，形成新的形核質(zhì)點(diǎn)，從而使形核率增加;其次，將熔合區(qū)附近的部分未熔的高熔點(diǎn)化合物如TiN等帶入焊縫中心，成為非均勻形核質(zhì)點(diǎn)，增加了形核率;此外，還加快了溶池中心金屬液體的散熱，使熔池內(nèi)溫度更加均勻，抑制了枝晶的生長，促進(jìn)了非均勻形核．表2不同峰值電流下的工藝參數(shù)和晶粒尺寸Table2Weldingparametersandgrainsizeunderdiffer-entpeakcurrent峰值電流Ip/A基值電流Ib/A占空比DＲ(%)頻率f/Hz熱輸入q/(kJ·cm－1)平均直徑D/μm200405024．3279～83250405025．2272～74由以上分析及試驗(yàn)結(jié)果可見，在Inconel601H鎳基合金的脈沖TIG焊中，適當(dāng)采用較高的峰值電流，可以有助于焊縫晶粒細(xì)化．2．2基值

第4期王濤，等:脈沖TIG焊接工藝參數(shù)對(duì)Inconel601H鎳基合金焊縫晶粒大小的影響111長率，則單位面積中晶核數(shù)目越多，因而晶粒越細(xì)小［11］．圖3不同基值電流下的金相組織Fig.3Metallographicstructureunderdifferentback-groundcurrent由以上分析及試驗(yàn)結(jié)果可見，在Inconel601H鎳基合金的脈沖TIG焊中，適當(dāng)采用較小的基值電流，可以有助于焊縫晶粒細(xì)化．2．3脈沖頻率f的影響如表4和圖4所示，當(dāng)脈沖頻率為0Hz時(shí)，焊縫中晶粒尺寸較大，晶粒平均直徑約為92～95μm;當(dāng)脈沖頻率為2Hz時(shí)，焊縫中部分晶粒尺寸減小，且晶粒數(shù)量略有增多，晶粒平均直徑約為88～90μm;隨著脈沖頻率增加到20Hz時(shí)，焊縫中晶粒尺寸進(jìn)一步減小，晶粒數(shù)目明顯增加，晶粒平均直徑約為73～76μm．這是因?yàn)殡S著脈沖頻率的增加，電表4不同頻率下的焊接工藝參數(shù)和晶粒尺寸Table4Weldingparametersandgrainsizeunderdiffer-entpulsefrequency峰值電流Ip/A基值電流Ib/A占空比DＲ(%)頻率f/Hz熱輸入q/(kJ·cm－1)平均直徑D/μm1201205004．3292～95160805024．3288～901608050204．3273～76弧收縮程度增強(qiáng)，電弧壓力增大，形核質(zhì)點(diǎn)增多［8，9］;同時(shí)，脈沖頻率的增加會(huì)增加單位時(shí)間內(nèi)峰值電流引起的較大電弧軸向等離子流力對(duì)熔池的作用次數(shù)，具有更強(qiáng)烈的電磁攪拌作用，使已結(jié)晶的晶粒破碎，導(dǎo)致晶粒數(shù)目增加．圖4不同頻率下的金相組織Fig.4Metallographicstructureunderdifferentpulsefre-quency由以上分析及試驗(yàn)結(jié)果可見，在Inconel601H鎳基合金的脈沖TIG焊中，適當(dāng)采用較高的脈沖頻率，可以有助于焊縫晶粒細(xì)化．2．4占空比DＲ的影響為控制熱輸入不變，調(diào)整基值電流伴隨占空比的升高而降低，如表

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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