ERNiFeCr-1镍铁铬焊丝

       焊接因康洛依825焊丝(N08825)合金和其它类似镍铁铬钼铜合金我们从 2003 年开始研究 Inconel 690 焊丝，2006 年《Inconel 690 配套焊接材料和焊接 工艺研究》项目通过鉴定，技术水平为国际先进，但没有彻底解决焊接微裂纹问题，经过四 年的努力，终于发现了问题的本质、产生的原因和条件，并研究出了解决问题的方法。 1 试验方法 试验焊丝采用研制的所有 Inconel 690 焊丝，成分范围如表 1 所示。 1 表 1 Inconel 690 焊丝的成分（%）牌号 HS690 例 值 HS690M 例 值 C 0.02 0.01 Si 0.10 0.13 Mn 0.68 0.75 P 0.002 0.002 S 0.003 0.002 Ni 基体 基体 Cr 29.7 29.0 Fe 10.1 9.9 Ti 0.64 0.52 Al 0.54 0.80 N 0.009 0.02 Nb 0.01 0.82 试验是在 30mm 厚平板表面采用 TIG 堆焊，焊接电流 I=180A-200A，焊接速度 100 mm/min -120mm/min，送丝速度 900 mm/min -1000mm/min，堆焊熔敷金属尺寸为 100 mm×40mm×12mm， 每种材料截取金相试样 4 件，尺寸为 40 mm×12mm×10mm。 金相试样在磨床上加工后着色探伤检验，**记录每个面上红点的数目，然后将红点圈 起来在 200Χ 金相显微镜下观察，确定缺陷的类型。将确定的裂纹打开在 FEI Sirion 扫描电 镜下观察，确定裂纹的类型，利用能谱仪和 PHI-700 俄歇电子分析仪对裂纹表面区域进行成 分分析，从而确定产生微裂纹的原因。 对所有 Inconel 690 焊丝 S、P 含量均采用高精度分析方法。 2 结果与分析 2.1 典型断口微观组织与分析 试验过程中我们发现，将金相试样利用手砂轮打磨、台式砂轮打磨、砂纸打磨、抛光片 抛光后着色探伤，均无法发现 0.2mm-0.5mm 的焊接缺陷，只有经磨床磨削加工且磨削方向与 焊接方向相同时，试样着色探伤才能发现此类缺陷，且不会出现裂纹遗漏问题。磨床加工后 的金相试验着色探伤结果如图 2 所示。 图 2 金相试样探伤结果 将图 2 中发现的焊接缺陷，在金相显微镜下观察，确定缺陷的形式，比如是气孔、夹渣 还是裂纹。在这种情况下，气孔和夹渣很容易区分，但微裂纹和未熔合个别区分比较困难， 需要制备金相试样，进一步做微观组织分析。 图 3（a）为磨床加工后探伤微裂纹金相显微镜下观察到的形貌。图 3（b）为金相组织照 片，为典型的焊接微裂纹，裂纹沿奥氏体晶界生长。 50?m （a） （b） 50?m 图 3 微裂纹金相照片 图 4（a）为金相发现的裂纹在扫描电镜下的形貌。将裂纹打开，断口形貌如图 4（b）所 示，为典型的结晶裂纹形态。 2 （a） （b） 图 4 典型微裂纹 SEM 形貌 对于较大的裂纹，其断口表面形貌比较典型，液膜比较厚，利用能谱分析就能分辨。但 绝大多数微裂纹，尺寸在 0.2mm-0.5mm 之间，扫描电镜下虽然能判断是结晶裂纹，由于液膜 太薄无法进行能谱分析，只能用俄歇电子分析。图 5 为上述断口俄歇分析结果。 Cheny32.spe: 2009 Nov 23 10.0 keV 0 FRR Sur1/Area1/3 (S11D9) 3.6838e+004 max Tsinghua 10.51 min 4 x 10 4 Cheny32.spe 3 Point 3 N 1 2 Point 2 N a1 1 c/s 0 S1 N i4 C l1 Ti1 Ti2 C r1 Fe1 Fe2 N i3 C r2 N i2 Fe3 N i1 Point 1 -1 -2 Fe4 O1 -3 -4 C 1 200 400 600 800 1000 Kinetic Energy (eV) 1200 1400 1600 1800 S 1点 2点 3点 基体 3.90 5.64 3.24 0.4 Ti 4.27 4.69 8.25 2.4 Cr 12.48 13.66 25.07 27.6 Fe 16.71 14.27 12.82 11.4 Ni 62.64 61.75 50.62 58.2 图 5 裂纹断口俄歇电子分析 由图 5 可以看出