第三章(高温合金的焊接)课件

第三章第三章 高温合金的焊接高温合金的焊接材料科学与工程学院朱 平 高温合金的发展 高温合金是广泛应用于航空航天、舰船发电动力、机车以及石高温合金是广泛应用于航空航天、舰船发电动力、机车以及石油和化学等工业部门的材料。其发展与航空发动机的进步密切相关。油和化学等工业部门的材料。其发展与航空发动机的进步密切相关。高温合金是本世纪高温合金是本世纪 30-5030-50年代中期对镍基合金化学成分的不断改进年代中期对镍基合金化学成分的不断改进中发展起来的。中发展起来的。1929 1929 年，英美的年，英美的MericaMerica.Bedford.Bedford 和和 Pilling Pilling 等人将少量等人将少量 Ti Ti 和和 Al Al 加入到加入到 80Ni-20Cr 80Ni-20Cr 电工合金中，使该合金电工合金中，使该合金具有显著的蠕变强化作用，但这并没有引起人们的注意。具有显著的蠕变强化作用，但这并没有引起人们的注意。1937 1937 年年德国研制出德国研制出 Hans von Hans von ohainohain 涡轮喷气发动机涡轮喷气发动机 HeinkelHeinkel ，1939 1939 年英国研制出涡轮喷气发动机年英国研制出涡轮喷气发动机 Whittle Whittle。然而，喷气发动机热端。然而，喷气发动机热端部件特别是涡轮叶片对材料的耐高温性和应力承受能力具有很高的部件特别是涡轮叶片对材料的耐高温性和应力承受能力具有很高的要求。要求。1939 1939 年英国年英国 MondMond 镍公司镍公司 (后称国际镍公司后称国际镍公司 )首先研首先研制成一种低制成一种低 C C 且含且含 Ti Ti 的镍基合金的镍基合金 Nimonic75 Nimonic75，准备用作，准备用作WhitleWhitle 发动机的涡轮叶片，但不久性能更优越的合金发动机的涡轮叶片，但不久性能更优越的合金 Nimonic80 Nimonic80 问世，该合金含铝和钛，蠕变温度至少比问世，该合金含铝和钛，蠕变温度至少比 Nimonic75 Nimonic75 高高 50,1942 50,1942 年，这种合金成功的被用作涡轮年，这种合金成功的被用作涡轮喷气发动机的叶片材料，成为最早的喷气发动机的叶片材料，成为最早的 Ni3(A1,Ti)Ni3(A1,Ti)强化的涡强化的涡轮叶片材料。此后，该公司的合金中加入硼、锆、钴、钼等轮叶片材料。此后，该公司的合金中加入硼、锆、钴、钼等合金元素，相继开发了合金元素，相继开发了Nimonic80A,Nimonic90 Nimonic80A,Nimonic90 等合金形成等合金形成 NimonicNimonic 合金系列。合金系列。美国对铸造合金的发展有一定的贡献，美国对铸造合金的发展有一定的贡献，1932 1932 年美国年美国 Hall Hall iwelliwell 开发了含铝、钛的弥散强化型镍基合金开发了含铝、钛的弥散强化型镍基合金 K42B K42B，该合金在，该合金在 40 40 年代初被用以制造活塞式航空发动机的增压涡轮。美国从年代初被用以制造活塞式航空发动机的增压涡轮。美国从 1941 1941 年以后发展航空燃气涡轮，年以后发展航空燃气涡轮，HastelloyBHastelloyB 镍基合金镍基合金 1942 1942 年年用于用于 GEGE公司的公司的 Bellp-59 Bellp-59 喷气发动机及其后的喷气发动机及其后的 1-40 1-40 喷气发动机。喷气发动机。1944 1944 年西屋公司的年西屋公司的YanYan keel19A keel19A 发动机则采用了钴基合金发动机则采用了钴基合金 HS23 HS23 精密铸造叶片，其生产效率高于锻造叶片。精密铸造叶片，其生产效率高于锻造叶片。1950 1950 年美国出兵朝年美国出兵朝鲜，由于钴的资源短缺，镍基合金得到发展并被广泛用作涡轮叶鲜，由于钴的资源短缺，镍基合金得到发展并被广泛用作涡轮叶片。在这一时期，美国的片。在这一时期，美国的 PW PW 公司，公司，GE GE 公司和特殊金属公司分公司和特殊金属公司分别开发出了别开发出了 WaspalWaspal loyloy,M-252,M-252 和和 UdmUdm it500 it500 等合金，并在这等合金，并在这些合金发展基础上，形成了些合金发展基础上，形成了 InconelInconel,Mar-M,Mar-M 和和 UdmitUdmit 等牌号系等牌号系列。列。在高温合金发展过程中，工艺对合金的发展起着极大的推进在高温合金发展过程中，工艺对合金的发展起着极大的推进作用。作用。40 40 年代到年代到 50 50 年代中期，主要是通过合金成分的调整来年代中期，主要是通过合金成分的调整来提高合金的性能。提高合金的性能。50 50 年代真空熔炼技术的出现，合金中有害杂年代真空熔炼技术的出现，合金中有害杂质和气体的去除，特别是合金成分的精确控制，使高温合金前进质和气体的去除，特别是合金成分的精确控制，使高温合金前进了一大步，出现了一大批如了一大步，出现了一大批如 Mar-M200,Inl00 Mar-M200,Inl00 和和 B1900 B1900 等高性等高性能的铸造高温合金。进入能的铸造高温合金。进入 60 60 年代以后，定向凝固、单晶合金、年代以后，定向凝固、单晶合金、粉末冶金、机械合金化、陶瓷过滤等温锻造等新型工艺的研究开粉末冶金、机械合金化、陶瓷过滤等温锻造等新型工艺的研究开发蓬勃发展，成为高温合金发展的主要推动力，其中定向凝固工发蓬勃发展，成为高温合金发展的主要推动力，其中定向凝固工艺所起的作用尤为重要，采用定向凝固工艺研制出的单晶合金，艺所起的作用尤为重要，采用定向凝固工艺研制出的单晶合金，其使用温度接近合金熔点的其使用温度接近合金熔点的 90%90%，各国先进航空发动机无不采用，各国先进航空发动机无不采用单晶高温合金涡轮叶片。单晶高温合金涡轮叶片。航空喷气发动机生产的需要是我国高温合金发展的动力。材料航空喷气发动机生产的需要是我国高温合金发展的动力。材料标准是高温合金设计、生产、验收的技术依据，标准是高温合金设计、生产、验收的技术依据，19561956年我国正式开年我国正式开始研制生产高温合金，第一种高温合金是始研制生产高温合金，第一种高温合金是GH3030GH3030，WP-5WP-5火焰筒，有火焰筒，有抚顺钢厂、鞍山钢铁公司、冶金部钢铁研究总院、航空材料研究所抚顺钢厂、鞍山钢铁公司、冶金部钢铁研究总院、航空材料研究所和和410410厂共同承厂共同承2 2担试制任务，担试制任务，19571957年顺利通过长期试车后投入生产。年顺利通过长期试车后投入生产。到到19571957年底，继年底，继GH3030GH3030合金之后，合金之后，WP-5 WP-5 发动机用的发动机用的GH4033GH4033、GH34GH34和和K412K412合金相继试制成功。合金相继试制成功。6060年代初，先后研制成功年代初，先后研制成功GH4037GH4037、GH3039GH3039、GH3044GH3044、GH4049GH4049、GH3128GH3128、K417K417等高温合金，至等高温合金，至7070年代初，我国高温合金的生产试年代初，我国高温合金的生产试制和研究已经初具规模。制和研究已经初具规模。7070年代以后，我国开始引进欧美发动机年代以后，我国开始引进欧美发动机WS-8WS-8、WS-9WS-9、WZ-6WZ-6、WZ-8WZ-8，并研制生产出，并研制生产出WP-13 WP-13 等发动机，相应引进和试制了一批欧美体等发动机，相应引进和试制了一批欧美体系的高温合金，并按欧美标准进行质量管理和生产，使我国高温合金系的高温合金，并按欧美标准进行质量管理和生产，使我国高温合金生产水平接近西方工业国家的水平。与此同时，我国自行研究和开发生产水平接近西方工业国家的水平。与此同时，我国自行研究和开发了一批新的镍基高温合金，如了一批新的镍基高温合金，如GH4133GH4133、GH4133BGH4133B、GH3128GH3128、GH170GH170、K405K405、K423AK423A、K419K419和和537537等。等。40 40多年来，结合我国航空发动机研制和生产的需要，研究、试多年来，结合我国航空发动机研制和生产的需要，研究、试制和生产了制和生产了100100多种高温合金，总计产量达多种高温合金，总计产量达6 6万吨左右。从万吨左右。从6060年代开始，年代开始，为适应我国航天工业的发展，先后为各种火箭发动机研制了一批高温为适应我国航天工业的发展，先后为各种火箭发动机研制了一批高温合金，其中有些是专为航天工业的需要而开发的。合金，其中有些是专为航天工业的需要而开发的。19641964年，高温合金年，高温合金开始推广应用到民用工业部门，如柴油机增压涡轮、地面燃气轮机、开始推广应用到民用工业部门，如柴油机增压涡轮、地面燃气轮机、烟气轮机、核反应堆燃料空位格架等等，并相继开发出一批高温耐磨烟气轮机、核反应堆燃料空位格架等等，并相继开发出一批高温耐磨和高温耐蚀的高温合金。和高温耐蚀的高温合金。在先进的航空发动机中，高温合金占发动机材料的在先进的航空发动机中，高温合金占发动机材料的 40%-60%40%-60%。几十年来，。几十年来，航空发动机用高温材料的承温能力由航空发动机用高温材料的承温能力由750 750 提高到提高到9090年代的年代的1200 1200 左右。应该左右。应该说，这一巨大成就是叶片合金、铸造工艺、叶片设计和加工以及表面涂层各方说，这一巨大成就是叶片合金、铸造工艺、叶片设计和加工以及表面涂层各方面共同发展做出的贡献。高温合金的工作环境复杂，温度：从面共同发展做出的贡献。高温合金的工作环境复杂，温度：从 600 600 到目前到目前最高涡轮进口设计温度最高涡轮进口设计温度 1701 1701 左右；热时间：从火箭导弹的数分钟到原子能左右；热时间：从火箭导弹的数分钟到原子能反应堆的几十万小时；燃料与气氛：有航空煤油、各类柴油、重油、天然气、反应堆的几十万小时；燃料与气氛：有航空煤油、各类柴油、重油、天然气、煤粉、各种炽热废气、液态金属煤粉、各种炽热废气、液态金属 (如钠如钠 )等。各种燃料含有不同种类不同程等。各种燃料含有不同种类不同程度的杂质，如硫、钒、钾、钠、碳等，经燃烧后会生成诸如度的杂质，如硫、钒、钾、钠、碳等，经燃烧后会生成诸如 SOSO2 2,SO,SO3 3,H,H2 2S,S,NaNa2 2SOSO4 4,V,V2 2O O5 5,CO,C0,CO,C02 2,0,02 2等气体与液体产物，这些反应生成物将引起合金的氧等气体与液体产物，这些反应生成物将引起合金的氧化、硫化、碳化化、硫化、碳化 (增碳增碳 )、腐蚀及它们之间的相互作用在燃气轮机条件下氧、腐蚀及它们之间的相互作用在燃气轮机条件下氧势高、硫势低，所以在高温合金表面一般可形成具有保护作用的势高、硫势低，所以在高温合金表面一般可形成具有保护作用的 A1A12 2O O3 3或或CrCr2 2O O3 3氧氧化皮。但是在煤气化场合，由于氧势很低而硫势较高，这时合金表面不形成化皮。但是在煤气化场合，由于氧势很低而硫势较高，这时合金表面不形成A1A12 2O O3 3或或CrCr2 2O O3 3保护膜。如何解决还原气氛下工作是高温合金目前遇到的一个十分保护膜。如何解决还原气氛下工作是高温合金目前遇到的一个十分棘手的问题。棘手的问题。3.1.1 3.1.1 高温合金的分类高温合金的分类 高温合金：以高温合金：以FeFe、NiNi、CoCo为基体为基体的能够承受较大应力和具有良的能够承受较大应力和具有良好表面稳定性的高温环境下服役的合金。一般要求能在好表面稳定性的高温环境下服役的合金。一般要求能在600600以上以上高温抗氧化和抗腐蚀，并能在一定应力作用下长期工作。高温抗氧化和抗腐蚀，并能在一定应力作用下长期工作。按合金成分按合金成分：铁基、镍基、钴基高温合金：铁基、镍基、钴基高温合金 按强化方式按强化方式：固溶强化、沉淀强化高温合金：固溶强化、沉淀强化高温合金 按生产工艺按生产工艺：变形、铸造、粉末冶金、机械合金化高温合金。：变形、铸造、粉末冶金、机械合金化高温合金。此外还有新的制备工艺，如定向凝固、单晶、氧化物弥散强化等。此外还有新的制备工艺，如定向凝固、单晶、氧化物弥散强化等。3.1 3.1 高温合金的分类与性能高温合金的分类与性能 3.1.2 3.1.2 高温合金的强化方式高温合金的强化方式 固溶强化固溶强化：通过提高原子结合力和晶格畸变，使：通过提高原子结合力和晶格畸变，使FeFe、NiNi、CoCo基体中固溶体的滑移阻力增加、滑移变形困难而达到强化目的。基体中固溶体的滑移阻力增加、滑移变形困难而达到强化目的。FeFe、NiNi基高温合金中，通常加入基高温合金中，通常加入CrCr、MoMo、W W、CoCo、AlAl等元素进等元素进行固溶强化行固溶强化。Cr Cr：CrCr在在FeFe、NiNi中溶解度较大，中溶解度较大，CrCr与与NiNi形成固溶体；形成固溶体；CrCr提高抗氧化性；提高抗氧化性；少量少量CrCr与与C C形成形成CrCr2323C C6 6型碳化物，提高合金高温持久性型碳化物，提高合金高温持久性能。能。W W、MoMo：强的固溶强化元素。强的固溶强化元素。W W、MoMo提高原子结合力，产生提高原子结合力，产生晶格畸变，提高扩散激活能，减缓扩散过程，同时合金的再结晶晶格畸变，提高扩散激活能，减缓扩散过程，同时合金的再结晶温度升高，从而提高合金高温性能。温度升高，从而提高合金高温性能。碳化物形成元素。主要形成碳化物形成元素。主要形成M M6 6C C碳化物，沿晶界分碳化物，沿晶界分布可对合金强化起更大作用。布可对合金强化起更大作用。Co Co：降低基体层错能，提高持久强度，减小蠕变速率。降低基体层错能，提高持久强度，减小蠕变速率。稳定合金组织，减小有害相的析出。稳定合金组织，减小有害相的析出。具体归纳为：具体归纳为：(a)(a)在镍中能形成无限固溶体或者溶解度很大的元素。在镍中能形成无限固溶体或者溶解度很大的元素。(b)(b)原子半径比镍大的合金元素，加入到镍的固溶体中时，将会使点阵原子半径比镍大的合金元素，加入到镍的固溶体中时，将会使点阵常数增大。常数增大。(c)(c)高温蠕变时应考虑扩散型变形机构的影响，利于加强原子间的结合高温蠕变时应考虑扩散型变形机构的影响，利于加强原子间的结合力。力。(d)(d)固溶体中溶质原子的补给、不均分布有助于合金热强性的提高。固溶体中溶质原子的补给、不均分布有助于合金热强性的提高。(e)(e)溶质原子的加入，还可以通过改变位错的某种属性、阻止位错高温溶质原子的加入，还可以通过改变位错的某种属性、阻止位错高温攀移过程来提高合金的热强性。攀移过程来提高合金的热强性。第二相强化第二相强化：它又分为时效析出沉淀强化、铸造第二相骨架它又分为时效析出沉淀强化、铸造第二相骨架强化和弥散质点强化等。强化和弥散质点强化等。利用细小均匀分布的稳定质点阻碍位错利用细小均匀分布的稳定质点阻碍位错运动，而实现高温强化目的。本质上说，第二相强化是通过第二运动，而实现高温强化目的。本质上说，第二相强化是通过第二相的应力场对位错的阻碍作用、位错攀移、切割第二相以及位错相的应力场对位错的阻碍作用、位错攀移、切割第二相以及位错弯曲绕过第二相时的阻碍作用，使高温滑移变形或扩散变形困难弯曲绕过第二相时的阻碍作用，使高温滑移变形或扩散变形困难来实现强化。来实现强化。稳定质点：稳定质点：液态凝固时析出液态凝固时析出 粉末冶金方法机械加入粉末冶金方法机械加入沉淀强化型高温合金沉淀强化型高温合金第二相第二相：Ni3AlNi3Al型型相和相和Ni3NbNi3Nb型型相相 相相 相为相为NiNi3 3AlAl型面心立方晶体，与基体结构相同，为共格型面心立方晶体，与基体结构相同，为共格析出；析出；相十分稳定，有较高的强度和良好的塑性，其数量、相十分稳定，有较高的强度和良好的塑性，其数量、大小和形貌容易控制；大小和形貌容易控制；相还可以被强化。相还可以被强化。AlAl和和TiTi是时效强化的是时效强化的FeFe基和基和NiNi基高温合金中形成基高温合金中形成相的基相的基本成分。本成分。AlAl、TiTi同时存在，部分同时存在，部分TiTi代替代替AlAl，相变为相变为NiNi3 3（AlAl，TiTi），），TiTi促进促进相变析出，并提高相变析出，并提高相的强度；。相的强度；。AlAl、TiTi总量决定总量决定相数量。相数量。相越多，合金高温性能相越多，合金高温性能越高；越高；W W、MoMo、NbNb、TaTa等原子半径大的元素，不同程度地进入等原子半径大的元素，不同程度地进入，使合金的热稳定性提高；，使合金的热稳定性提高；NiNi基合金中基合金中FeFe控制得很低。控制得很低。相相 相是以相是以NbNb代替代替AlAl的的NiNi3 3NbNb相，该相为亚稳定强化相，相，该相为亚稳定强化相，在中温时稳定，故在中温条件下合金具有较高的强度和良好在中温时稳定，故在中温条件下合金具有较高的强度和良好的塑性。的塑性。晶界强化晶界强化：利用微量元素在晶界偏聚和改善晶界状态等方：利用微量元素在晶界偏聚和改善晶界状态等方式来实现高温强化目的。式来实现高温强化目的。合金承受应力发生变形时，微观变形反映在晶内和晶界变形。合金承受应力发生变形时，微观变形反映在晶内和晶界变形。室温下，晶内变形大于晶界变形室温下，晶内变形大于晶界变形 高温下，晶界变形大于晶内变形，且随着变形速率的降低，高温下，晶界变形大于晶内变形，且随着变形速率的降低，晶界变形的比例增加。晶界变形的比例增加。晶界强化元素晶界强化元素：B B、ZrZr、H Hf f、MgMg、LaLa、CeCe等等 B B：微量：微量B B在晶界偏聚，减少晶界缺陷，提高晶界强度，在晶界偏聚，减少晶界缺陷，提高晶界强度，改善晶界形状，防止晶界片状、胞状相析出，提高合金热强改善晶界形状，防止晶界片状、胞状相析出，提高合金热强性和持久寿命。性和持久寿命。ZrZr：ZrZr的作用与的作用与B B相似，但比相似，但比B B稍弱。稍弱。MgMg：微量：微量MgMg偏聚于晶界和相界，使晶界碳化物球化，偏聚于晶界和相界，使晶界碳化物球化，抑制晶界滑移，减少楔形裂纹形成，从而改善合金塑性和蠕抑制晶界滑移，减少楔形裂纹形成，从而改善合金塑性和蠕变性能。变性能。HfHf：改善晶界和枝晶状态，降低热裂纹倾向，提高合：改善晶界和枝晶状态，降低热裂纹倾向，提高合金室温和高温塑性。金室温和高温塑性。3.1.3 3.1.3 高温合金的性能和应用高温合金的性能和应用 性能性能：主要为室温和高温下的强度、塑性和工作温度下的持：主要为室温和高温下的强度、塑性和工作温度下的持久性能。久性能。高温合金制件：棒材、板材、盘材、丝材、环形件、精密高温合金制件：棒材、板材、盘材、丝材、环形件、精密铸件等。铸件等。应用应用：涡轮发动机的高温部件，如燃烧室火焰筒、点火器和：涡轮发动机的高温部件，如燃烧室火焰筒、点火器和机匣、加热燃烧室的加热屏、涡轮燃气导管等。机匣、加热燃烧室的加热屏、涡轮燃气导管等。A.A.800800：GH3039GH3039、GH1140GH1140 B.B.900900：GH1015GH1015、GH1016GH1016、GH1131GH1131、GH3044GH3044、GH99 GH99 C.C.980980：GH170GH170、GH188GH188 A.A.涡轮部件中的涡轮盘：涡轮部件中的涡轮盘：GH4169GH4169、GH4133GH4133 B.B.涡轮叶片和导向叶片：涡轮叶片和导向叶片：K403K403、K417K417、K6CK6C、DZ22 DZ22、DZ125DZ125等等 C.C.燃汽轮机中的叶片：燃汽轮机中的叶片：K413K413、K218K218、GH864GH864 D.D.柴油机增压涡轮：柴油机增压涡轮：K218K218 E.E.石化乙烯裂解高温部件：石化乙烯裂解高温部件：GH180GH180、GH600GH600 F.F.冶金连轧导板、炉子套管：冶金连轧导板、炉子套管：K12K12、GH128GH128、GH3044 GH3044、GH3039GH3039 3.2.1 3.2.1 高温合金的裂纹敏感性高温合金的裂纹敏感性 结晶裂纹结晶裂纹：结晶裂纹敏感性程度：结晶裂纹敏感性程度：固溶强化高温合金固溶强化高温合金：较小的结晶裂纹敏感性，裂纹敏感系数：较小的结晶裂纹敏感性，裂纹敏感系数K K10%10%，适于制造复杂形状的焊接构件。，适于制造复杂形状的焊接构件。固溶强化型高温合金中的强化元素固溶强化型高温合金中的强化元素W W、MoMo、CrCr、CoCo、AlAl等在等在NiNi中溶解度很大，几乎全部溶入基体，形成面心立方中溶解度很大，几乎全部溶入基体，形成面心立方固溶体。固溶体。焊接过程中合金不发生相变，故对结晶裂纹无直接影响。焊接过程中合金不发生相变，故对结晶裂纹无直接影响。3.2 3.2 高温合金的焊接性高温合金的焊接性 微量元素聚集于晶界，形成低熔点共晶组织，导致裂纹敏感微量元素聚集于晶界，形成低熔点共晶组织，导致裂纹敏感性增大。性增大。其中，其中，S S、P P、C C、B B明显增加裂纹敏感性；明显增加裂纹敏感性；SiSi、MgMg稍微增大裂纹敏感性。稍微增大裂纹敏感性。铝钛含量较低（铝钛含量较低（4%4%）的沉淀强化高温合金）的沉淀强化高温合金：中等结晶裂纹：中等结晶裂纹敏感性，裂纹敏感系数敏感性，裂纹敏感系数K=10%15%K=10%15%，属于可焊合金，适于制造结，属于可焊合金，适于制造结构简单的焊接件。构简单的焊接件。铝钛含量高的沉淀强化合金和铸造高温合金铝钛含量高的沉淀强化合金和铸造高温合金：较大的结晶：较大的结晶裂纹敏感性，裂纹敏感系数裂纹敏感性，裂纹敏感系数K K15%15%，属于难焊合金，不适于制，属于难焊合金，不适于制造熔焊的焊接构件，只适于用真空钎焊和扩散焊等特殊焊接工造熔焊的焊接构件，只适于用真空钎焊和扩散焊等特殊焊接工艺。艺。沉淀强化型高温合金和铸造高温合金裂纹敏感性随沉淀强化型高温合金和铸造高温合金裂纹敏感性随B B、C C含含量的增加而增大。量的增加而增大。Al+TiAl+Ti总量达总量达6%6%时，合金的裂纹敏感性显著增加，焊接性时，合金的裂纹敏感性显著增加，焊接性变差。变差。Al/Ti Al/Ti之比高的合金裂纹敏感性高，应控制在之比高的合金裂纹敏感性高，应控制在2 2为宜。为宜。常用高温合金氩弧焊的裂纹敏感系数常用高温合金氩弧焊的裂纹敏感系数合金牌号合金牌号铝铝+钛总量钛总量%B含量含量%焊丝牌号焊丝牌号裂纹敏感性裂纹敏感性系数系数K%GH3033GH3044GH1140GH3128GH2132GH99GH150GH2018K406K403K4170.501.201.551.602.703.353.103.006.258.9010.0-0.0050.0100.0050.0060.0150.100.0180.018HGH3033HGH3044HGH1140，HGH3113HGH3128HGH2132GH99GH150，GH533GH2018HGH3113HGH3113HGH31135.56.07.5，5.08.08.88.313.0，7.815.025.235.247.2 结晶裂纹敏感性评价方法结晶裂纹敏感性评价方法：可变拘束十字形裂纹敏感性：可变拘束十字形裂纹敏感性试验方法。试验方法。防止结晶裂纹措施防止结晶裂纹措施：a a）制定焊接工艺时，选用较小的焊接电流，降低热输入量，）制定焊接工艺时，选用较小的焊接电流，降低热输入量，改善熔池结晶形态，减小枝晶偏析；改善熔池结晶形态，减小枝晶偏析；b b）采用抗裂性优良的焊丝，如）采用抗裂性优良的焊丝，如HGH3113HGH3113、SG-1SG-1、SG-5SG-5、GH533GH533等等 c c）尽量在固溶状态或淬火状态下焊接。）尽量在固溶状态或淬火状态下焊接。液化裂纹液化裂纹：液化裂纹的倾向液化裂纹的倾向 高温合金含合金元素较多，大部分合金具有液化裂纹的倾向，高温合金含合金元素较多，大部分合金具有液化裂纹的倾向，随着合金元素含量增加，合金液化裂纹越显著。随着合金元素含量增加，合金液化裂纹越显著。液化裂纹的部位液化裂纹的部位 产生在近缝区，沿晶开裂。产生在近缝区，沿晶开裂。液化裂纹的形成液化裂纹的形成 高温合金中强化元素在晶界形成碳化物，其中部分为共晶组高温合金中强化元素在晶界形成碳化物，其中部分为共晶组织，也有部分相发生溶解。焊接时，靠近熔池的近缝区迅速加热织，也有部分相发生溶解。焊接时，靠近熔池的近缝区迅速加热到固到固-液相区温度，晶界上的共晶体和某些相来不及发生平衡转液相区温度，晶界上的共晶体和某些相来不及发生平衡转变，在晶界上形成液态薄膜，造成晶界液化。晶界液膜在拘束应变，在晶界上形成液态薄膜，造成晶界液化。晶界液膜在拘束应力作用下被拉裂形成液化裂纹。力作用下被拉裂形成液化裂纹。液化裂纹的防止液化裂纹的防止 尽量降低热输入、减小过热区和母材高温停留时间。尽量降低热输入、减小过热区和母材高温停留时间。应变时效裂纹应变时效裂纹 应变时效裂纹的形成应变时效裂纹的形成 铝钛含量高的沉淀强化合金和铸造高温合金铝钛含量高的沉淀强化合金和铸造高温合金焊接后，在时焊接后，在时效处理过程中，熔合线附近会产生一种沿晶扩展的裂纹效处理过程中，熔合线附近会产生一种沿晶扩展的裂纹应应变时效裂纹。变时效裂纹。应变时效裂纹的成因应变时效裂纹的成因 a a）焊接残余应力和拘束应力。焊接残余应力和拘束应力。b b）时效过程中的塑性损失时效过程中的塑性损失 应变时效裂纹的敏感性应变时效裂纹的敏感性 手工氩弧焊：裂纹敏感性最大手工氩弧焊：裂纹敏感性最大 电子束焊：裂纹敏感性最小电子束焊：裂纹敏感性最小 应变时效裂纹的防止应变时效裂纹的防止 a a）选择含选择含AlAl、TiTi较低，或用较低，或用NbNb代替部分代替部分AlAl、TiTi的高温合金。的高温合金。b b）选用合理的接头形式和焊缝分布，减少焊接件的拘束度。选用合理的接头形式和焊缝分布，减少焊接件的拘束度。c c）调节焊接热循环，避免热影响区中碳化物产生相变而引调节焊接热循环，避免热影响区中碳化物产生相变而引起的脆性。起的脆性。d d）焊后对焊缝和热影响区进行合理的锤击或喷丸处理，在焊后对焊缝和热影响区进行合理的锤击或喷丸处理，在消除拉应力的同时形成压应力状态。消除拉应力的同时形成压应力状态。3.2.2 3.2.2 接头组织的不均匀性接头组织的不均匀性 固溶强化高温合金固溶强化高温合金：组织比较简单。：组织比较简单。焊缝金属焊缝金属：熔池冷却速度快，晶内偏析形成层状组织。偏熔池冷却速度快，晶内偏析形成层状组织。偏析严重时在枝间形成共晶组织；析严重时在枝间形成共晶组织；热影响区热影响区：沿晶界局部熔化和晶粒长大，在焊缝两侧形成沿晶界局部熔化和晶粒长大，在焊缝两侧形成两条粗晶带。两条粗晶带。沉淀强化合金和铸造高温合金沉淀强化合金和铸造高温合金：组织比较复杂。：组织比较复杂。焊缝金属：焊缝金属：经历熔化凝固过程，原经历熔化凝固过程，原或或相、碳化物相、碳化物相、硼化物相等溶入基体，形成单一的相、硼化物相等溶入基体，形成单一的固溶体。固溶体。焊缝冷速快，形成横向枝晶短而主轴长的树枝状晶，在焊缝冷速快，形成横向枝晶短而主轴长的树枝状晶，在树枝状晶间和主轴之间存在较大成分偏析，焊缝中产生共晶树枝状晶间和主轴之间存在较大成分偏析，焊缝中产生共晶成分的组织。成分的组织。热影响区热影响区：焊接热循环区域引起焊接热循环区域引起、相强化相溶相强化相溶解、碳化物相转变解、碳化物相转变,影响合金高温性能。影响合金高温性能。3.2.3 3.2.3 焊接接头的等强性焊接接头的等强性 与母材相比，要求高温合金接头具有同样的抗氧化、耐腐蚀、与母材相比，要求高温合金接头具有同样的抗氧化、耐腐蚀、高温强度、塑性、疲劳性能。高温强度、塑性、疲劳性能。焊接接头等强性：常用接头强度系数焊接接头等强性：常用接头强度系数K K表征。表征。接头强度系数接头强度系数：K K=接头抗拉强度接头抗拉强度/母材抗拉强度母材抗拉强度 接头强度系数影响因素接头强度系数影响因素：接头区组织特征，特别是热影响区形成的弱化区接头区组织特征，特别是热影响区形成的弱化区 弱化区形成：晶粒长大，弱化区形成：晶粒长大，强化相和碳化物相溶解。强化相和碳化物相溶解。合金类型和焊接方法合金类型和焊接方法 固溶强化型高温合金手工固溶强化型高温合金手工/自动氩弧焊的自动氩弧焊的K K为为90-95%90-95%；电子；电子束焊的束焊的K K为为95-98%95-98%。沉淀强化型高温合金的沉淀强化型高温合金的K K普遍较低，如氩弧焊的为普遍较低，如氩弧焊的为82-90%82-90%。焊后经固溶和时效处理后接头强度接近母材的水平。焊后经固溶和时效处理后接头强度接近母材的水平。采用异质焊丝时，接头强度更难达到母材的水平。采用异质焊丝时，接头强度更难达到母材的水平。3.3.1 3.3.1 惰性气体保护焊惰性气体保护焊 钨极氩弧焊（钨极氩弧焊（TIGTIG）焊接特点焊接特点 固溶强化高温合金固溶强化高温合金：焊接性良好，采用较小的焊接热输入：焊接性良好，采用较小的焊接热输入量可避免结晶裂纹，获得良好质量接头，无须采取其他工艺量可避免结晶裂纹，获得良好质量接头，无须采取其他工艺措施。措施。沉淀强化型高温合金沉淀强化型高温合金：焊接性较差，必须在固溶状态下焊：焊接性较差，必须在固溶状态下焊接；接头设计和焊接顺序合理，使焊件具有较小的拘束度；接；接头设计和焊接顺序合理，使焊件具有较小的拘束度；采用较小的焊接电流，改善熔池结晶状态，避免形成热裂纹。采用较小的焊接电流，改善熔池结晶状态，避免形成热裂纹。3.3 3.3 高温合金的焊接工艺高温合金的焊接工艺 焊接接头设计焊接接头设计：加大坡口；：加大坡口；减小钝边高度；减小钝边高度；适当加大根部间隙。适当加大根部间隙。焊接材料焊接材料 焊丝：焊丝：固溶强化型和铝钛含量较低的沉淀强化型高温合金，固溶强化型和铝钛含量较低的沉淀强化型高温合金，选选用与母材化学成分相同或相近的焊丝，获得与母材性能相近用与母材化学成分相同或相近的焊丝，获得与母材性能相近的接头；的接头；铝钛含量较高的沉淀强化型高温合金或拘束度大的焊件，铝钛含量较高的沉淀强化型高温合金或拘束度大的焊件，为防止裂纹，推荐选择抗裂性好的为防止裂纹，推荐选择抗裂性好的Ni-Cr-MoNi-Cr-Mo系合金焊丝。这系合金焊丝。这类焊缝不能热处理强化，接头强度低于母材。类焊缝不能热处理强化，接头强度低于母材。钴基高温合金，钴基高温合金，选择与母材成分相同或选择与母材成分相同或Ni-Cr-MoNi-Cr-Mo系合金系合金的焊丝。的焊丝。保护气体：保护气体：氩、氦、氩氦混合气体氩、氦、氩氦混合气体 氩气：氩气：成本低、密度大、保护效果好，常用的保护气体。成本低、密度大、保护效果好，常用的保护气体。95%95%Ar+5%H2Ar+5%H2：还原作用，但只用于打底层或单道焊，还原作用，但只用于打底层或单道焊，否则产生气孔。否则产生气孔。铈钨极：铈钨极：电子发射能力强、引弧电压低、电弧稳定性好、许电子发射能力强、引弧电压低、电弧稳定性好、许用电流大、烧损率低。一般选择铈钨极，电极端部加工成锥用电流大、烧损率低。一般选择铈钨极，电极端部加工成锥形。形。接头设计接头设计 焊接工艺焊接工艺 焊前清理焊丝工件表面氧化物、油污等；焊前清理焊丝工件表面氧化物、油污等；采用激冷块和垫板采用激冷块和垫板,使焊接区快速冷却使焊接区快速冷却;垫板开弧形成形槽垫板开弧形成形槽,槽内均布通保护气体小孔槽内均布通保护气体小孔,以保证焊缝以保证焊缝背面成型。背面成型。焊接采用直流、正极性、高频引弧，电流可控递增和衰减。焊接采用直流、正极性、高频引弧，电流可控递增和衰减。在保证焊透条件下，尽量采用小的线能量。在保证焊透条件下，尽量采用小的线能量。薄板不需预热，但厚板拘束大，应适当预热。焊后消应力薄板不需预热，但厚板拘束大，应适当预热。焊后消应力热处理，以防裂纹。热处理，以防裂纹。注：钴基高温合金推荐采用注：钴基高温合金推荐采用TIGTIG焊，但焊接时注意低熔点元素污染；焊，但焊接时注意低熔点元素污染；铸造高温合金焊接性很差，一般不采用该方法焊接。铸造高温合金焊接性很差，一般不采用该方法焊接。高温合金钨极氩弧焊工艺参数高温合金钨极氩弧焊工艺参数母材厚度母材厚度/mm焊丝直径焊丝直径/mim钨极直径钨极直径/mm保护气体保护气体焊接电流焊接电流/A气体种类气体流量/L.min-10.50.81.01.21.51.82.02.53.05.00.50.80.81.01.01.21.01.61.22.01.62.02.02.52.02.52.52.51.01.51.01.51.52.01.52.01.52.02.02.52.02.52.02.52.53.02.03.0ArArArArArArArAr或HeAr或HeAr或He81081081281210151015121512151520152015252045356045705085651007511095120100130120150 焊接缺陷及防止焊接缺陷及防止 a a）不允许存在的缺陷：裂纹、烧穿、未熔合、焊瘤；）不允许存在的缺陷：裂纹、烧穿、未熔合、焊瘤；b b）允许适量存在的缺陷：气孔、未焊透、夹杂物、咬边、凹坑、）允许适量存在的缺陷：气孔、未焊透、夹杂物、咬边、凹坑、塌陷。塌陷。危害最大的缺陷：危害最大的缺陷：裂纹。裂纹。防止方法：合理设计焊接接头和安排防止方法：合理设计焊接接头和安排焊接次序，减小结构的拘束度；选用抗裂性优良的焊丝；采用小的焊接次序，减小结构的拘束度；选用抗裂性优良的焊丝；采用小的焊接电流，减小焊接热输入；填满收弧弧坑，防止弧坑裂纹。焊接电流，减小焊接热输入；填满收弧弧坑，防止弧坑裂纹。气孔和夹杂的防止方法：注意焊前对焊件和焊丝清理，最好采气孔和夹杂的防止方法：注意焊前对焊件和焊丝清理，最好采用化学清理方法；注意铜垫板的清洁；焊接时应保持稳定的电弧电用化学清理方法；注意铜垫板的清洁；焊接时应保持稳定的电弧电压，电弧稳定；注意钨极直径与焊接电流相适应，防止焊接时钨极压，电弧稳定；注意钨极直径与焊接电流相适应，防止焊接时钨极与熔池接触，造成钨夹杂。与熔池接触，造成钨夹杂。接头组织及力学性能接头组织及力学性能 组织：组织：焊态和固溶下焊态和固溶下单相奥氏体单相奥氏体+少量碳、氮化钛质点；少量碳、氮化钛质点；固溶固溶+时效处理（时效强化合金）时效处理（时效强化合金）单相奥氏体单相奥氏体+残余奥氏体残余奥氏体 +少量碳化物相。少量碳化物相。性能：性能：接头强度系数可达接头强度系数可达90%90%抗氧化性和热疲劳性能与母材接近抗氧化性和热疲劳性能与母材接近 异种合金接头性能较高，满足使用要求异种合金接头性能较高，满足使用要求n 熔化极氩弧焊（熔化极氩弧焊（MIGMIG）焊接特点焊接特点 固溶强化高温合金固溶强化高温合金：可用：可用MIGMIG焊，建议采用喷射过渡形式，避免焊，建议采用喷射过渡形式，避免晶粒长大和热裂纹。晶粒长大和热裂纹。高高AlAl、TiTi含量沉淀强化型高温合金和铸造高温合金含量沉淀强化型高温合金和铸造高温合金：不推荐采用：不推荐采用MIGMIG焊。焊。焊接材料焊接材料 焊丝焊丝：抗裂性好的：抗裂性好的Ni-Cr-MoNi-Cr-Mo系焊丝，系焊丝，1.0-1.6mm1.0-1.6mm。气体气体：氩、氦、氩氦混合气体，：氩、氦、氩氦混合气体，15-25L/min15-25L/min 为减少飞溅和提高液态金属流动性，推荐采用为减少飞溅和提高液态金属流动性，推荐采用ArAr+（15-15-2020）%He%He 接头形式接头形式 MIG MIG焊时要求坡口角度大，钝边高度小，根部间隙大。焊时要求坡口角度大，钝边高度小，根部间隙大。带衬垫带衬垫V V形坡口：角度形坡口：角度80-9080-90，根部间隙，根部间隙4-5mm4-5mm U U形对接坡口：坡口外扩形对接坡口：坡口外扩3-3.5mm3-3.5mm，底部，底部R5-8mmR5-8mm，钝边高度，钝边高度2.2-2.5mm2.2-2.5mm 焊接工艺焊接工艺 焊前清理同焊前清理同TIGTIG；焊接时保持焊丝与焊缝呈焊接时保持焊丝与焊缝呈9090角位置；角位置；适当控制弧长，减小飞溅；适当控制弧长，减小飞溅；焊丝摆动到焊缝两端时短时停留，防止未熔合及咬边。焊丝摆动到焊缝两端时短时停留，防止未熔合及咬边。*采用合适的焊接工艺，惰性气体保护焊接头强度系数可达采用合适的焊接工艺，惰性气体保护焊接头强度系数可达90%90%以上。以上。高温合金熔化极氩弧焊工艺参数高温合金熔化极氩弧焊工艺参数母材母材厚度厚度/mm熔滴过渡熔滴过渡形式形式焊丝焊丝保护保护气体气体焊接位焊接位置置焊接电流焊接电流/A电弧电压电弧电压/V直径/mm熔化速度/m.min-1平均值脉冲6喷射1.65.0Ar平焊2652830-脉冲喷射1.13.6Ar或He立焊90120202244短路0.96.87.4Ar或He1201301618-3短路1.6-Ar或He平焊16015-1.64.717515-3.3.2 3.3.2 等离子弧焊等离子弧焊 焊接特点焊接特点 固溶强化高温合金，固溶强化高温合金，AlAl、TiTi含量较低的沉淀强化型高温合金含量较低的沉淀强化型高温合金：可获：可获得良好质量焊缝。得良好质量焊缝。焊接材料焊接材料 可填丝亦可不填丝；可填丝亦可不填丝；ArAr、Ar+5%HAr+5%H2 2（H H2 215%15%）H H2 2增加电弧功率，提增加电弧功率，提高焊速。高焊速。焊接工艺焊接工艺 一般厚度：穿孔型等离子弧；薄板：熔透型等离子弧；箔材：微束一般厚度：穿孔型等离子弧；薄板：熔透型等离子弧；箔材：微束等离子弧。等离子弧。焊接电源：陡降外特性；直流正极性；高频引弧。焊接电源：陡降外特性；直流正极性；高频引弧。*等离子焊接头强度系数一般大于等离子焊接头强度系数一般大于90%90%。镍基高温合金小孔法自动等离子弧焊的工艺参数镍基高温合金小孔法自动等离子弧焊的工艺参数合金牌号合金牌号厚度厚度/mm等离子气流等离子气流量量/L.min-1焊接电流焊接电流/A电弧电压电弧电压/V焊接速度焊接速度/cm.min-176Ni-Cr-8Fe5.06.66.06.01552103131434346Fe-33Ni-1Cr3.24.85.84.74.76.0115185185302732464143 3.3.3 3.3.3 电子束焊和激光焊电子束焊和激光焊 电子束焊电子束焊 焊接特点焊接特点 固溶强化高温合金、沉淀强化型高温合金固溶强化高温合金、沉淀强化型高温合金：均可成功焊接。：均可成功焊接。焊前状态：固溶或退火状态焊前状态：固溶或退火状态 接头形式接头形式 推荐：平对接；锁底对接推荐：平对接；锁底对接 带垫板对接带垫板对接 焊接工艺焊接工艺 推荐采用：低热输入，推荐采用：低热输入，小焊接速度工艺。小焊接速度工艺。缺陷及防止接头形式缺陷及防止接头形式 缺陷缺陷:HAZ:HAZ液化裂纹液化裂纹 焊缝气孔焊缝气孔 未熔合未熔合 裂纹形成裂纹形成:母材裂纹敏感性母材裂纹敏感性 焊接工艺参数焊接工艺参数 焊件刚度焊件刚度 防止措施防止措施 a)a)防止焊接裂纹防止焊接裂纹 采用杂质含量低的优质母材采用杂质含量低的优质母材,减少晶界低熔点相减少晶界低熔点相 采用较低的热输入采用较低的热输入,防止防止HAZHAZ晶粒长大和晶界局部液化晶粒长大和晶界局部液化 控制焊缝形状控制焊缝形状,减小应力集中减小应力集中 必要时填加抗裂性好的焊丝必要时填加抗裂性好的焊丝 b)b)防止焊缝气孔防止焊缝气孔 焊前检验焊前检验,焊接端面附近不应有气孔、缩孔、夹杂等缺陷焊接端面附近不应有气孔、缩孔、夹杂等缺陷 提高焊接端面加工精度提高焊接端面加工精度 适当限制焊接速度适当限制焊接速度 在允许的条件下，采用重复的焊接方法在允许的条件下，采用重复的焊接方法 c c）防止焊缝偏移引起的未熔合和咬边）防止焊缝偏移引起的未熔合和咬边 保证焊接表面与电子束轴线垂直保证焊接表面与电子束轴线垂直 对夹具完全退磁，防止剩余磁性使电子束横向偏移对夹具完全退磁，防止剩余磁性使电子束横向偏移 调整电子束聚焦位置调整电子束聚焦位置 接头性能接头性能 焊态下：焊态下：接头强度系数达接头强度系数达95%95%左右左右 焊后时效处理或重新固溶处理：接头强度与母材相当焊后时效处理或重新固溶处理：接头强度与母材相当 接头塑性不理想，仅为母材的接头塑性不理想，仅为母材的60-80%60-80%高温合金典型电子束焊工艺参数高温合金典型电子束焊工艺参数合金合金牌号牌号厚度厚度/mm接头接头形式形式焊机功率焊机功率/kW电子电子枪型枪型式式工作工作距离距离/mm束流束流/mA加速加速电压电压/kV焊接速度焊接速度/m.min-1焊焊道道数数GH41696.2532.0对接60kV,300mA固定枪10082.565350501.521.201GH1880.76锁底对接150kV,40mA固定枪152221001.001 激光焊激光焊 焊接特点焊接特点 固溶强化高温合金、沉淀强化型（包括含固溶强化高温合金、沉淀强化型（包括含AlAl、TiTi高的）高温高的）高温合金合金：均可焊接。：均可焊接。设备与工艺设备与工艺 设备：设备：COCO2 2连续或脉冲激光器连续或脉冲激光器 功率功率1-50kW1-50kW 气体：气体：HeHe、He+He+少量少量ArAr 接头：对接、搭接（板厚接头：对接、搭接（板厚10mm10mm）主要参数：功率主要参数：功率 速度速度 接头性能接头性能 接头强度系数接头强度系数90-100%90-100%3.3.4 3.3.4 钎焊与扩散焊钎焊与扩散焊 高温合金钎焊高温合金钎焊 焊接特点焊接特点 熔焊焊接性较差的铸造高温合金、镍熔焊焊接性较差的铸造高温合金、镍-铝基高温合金铝基高温合金：均可采用钎焊：均可采用钎焊方法。即可焊接简单焊件，也可钎焊复杂焊件方法。即可焊接简单焊件，也可钎焊复杂焊件 主要问题主要问题：高温合金高温合金含含CrCr、AlAl、TiTi等活性元素，合金表面形成稳定等活性元素，合金表面形成稳定氧化膜，影响钎料的润湿和填缝能力；氧化膜，影响钎料的润湿和填缝能力；钎料钎料含含CrCr等活性元素，钎料呈液态时要防止氧化，因此一般采用真等活性元素，钎料呈液态时要防止氧化，因此一般采用真空或保护气氛炉中钎焊。空或保护气氛炉中钎焊。钎焊工艺参数应与母材的固溶处理相匹配：钎焊温度过高，晶粒粗钎焊工艺参数应与母材的固溶处理相匹配：钎焊温度过高，晶粒粗大；温度过低，未达到固溶处理效果。大；温度过低，未达到固溶处理效果。钎焊后进行扩散处理，保证钎缝组织稳定，增强接头强度。钎焊后进行扩散处理，保证钎缝组织稳定，增强接头强度。钎料钎料 选择原则选择原则：a a）钎焊部位的工作条件与要求，如使用温度、工作介质、承受何种）钎焊部位的工作条件与要求，如使用温度、工作介质、承受何种应力等应力等 b b）母材特性和热处理要求）母材特性和热处理要求 c c）接头形式、焊接部位厚度、装配间隙、焊后加工处理等。）接头形式、焊接部位厚度、装配间隙、焊后加工处理等。钎料种类钎料种类：a a）镍基、钴基钎料）镍基、钴基钎料 良好的抗氧化性、耐腐蚀性、热强性能良好的抗氧化性、耐腐蚀性、热强性能 较好的钎焊工艺性能、不会产生开裂较好的钎焊工艺性能、不会产生开裂 适用于高温合金部件的钎焊，是应用最多的钎料适用于高温合金部件的钎焊，是应用最多的钎料 镍基钎料镍基钎料：Ni+CrNi+Cr、MnMn、Co Co 形成固溶体形成固溶体 +B+B、SiSi、P P、C C 形成共晶体形成共晶体 提高钎料高温强度和润湿能力。提高钎料高温强度和润湿能力。钴基钎料钴基钎料：Co-Cr-BCo-Cr-B系，再加适量的系，再加适量的SiSi、W W，以降低钎料熔点、，以降低钎料熔点、提高高温性能。提高高温性能。钎料形态钎料形态：钎料中含较多的钎料中含较多的B B、SiSi、P P元素，形成化合物脆性相，使钎料元素，形成化合物脆性相，使钎料变形能力较差，不能制成丝材或箔材，通常以粉状供应。变形能力较差，不能制成丝材或箔材，通常以粉状供应。采用非晶态工艺制成箔状钎料、粘带钎料采用非晶态工艺制成箔状钎料、粘带钎料 非晶态镍基箔状钎料带非晶态镍基箔状钎料带：宽：宽20-100mm20-100mm，厚，厚0.025-0.05mm0.025-0.05mm，柔韧性好，柔韧性好，可冲剪成型，装配方便可冲剪成型，装配方便 粘带镍基钎料粘带镍基钎料：粉状镍基钎料：粉状镍基钎料+高分子黏结剂高分子黏结剂+轧制轧制 宽宽50-100mm50-100mm，厚，厚0.1-1.0mm0.1-1.0mm，悍后不留残渣，用于焊接面大、结构复杂，悍后不留残渣，用于焊接面大、结构复杂的焊件。的焊件。b b）铜基、银基钎料）铜基、银基钎料 用于钎焊工作温度用于钎焊工作温度200-400200-400铁基、镍基固溶合金结构件。铁基、镍基固溶合金结构件。铜基钎料：不能用于钎焊钴基合金，铜污染母材，引起微裂纹铜基钎料：不能用于钎焊钴基合金，铜污染母材，引起微裂纹 铜磷钎料：不适于钎焊高温合金铜磷钎料：不适于钎焊高温合金 *铜基、银基钎料仅用于工作温度低、受力很小的一般高温制件，如铜基、银基钎料仅用于工作温度低、受力很小的一般高温制件，如导管等。导管等。c c）其它钎料）其它钎料 金基钎料金基钎料：适用于钎焊各类高温合金：适用于钎焊各类高温合金 优异的钎焊工艺性能；塑性、抗氧化性、耐腐蚀性、高温优异的钎焊工艺性能；塑性、抗氧化性、耐腐蚀性、高温性能较好；与母材作用弱；价格昂贵。性能较好；与母材作用弱；价格昂贵。航空、航天、电子工业应用广泛。航空、航天、电子工业应用广泛。典型金基钎料：典型金基钎料：BAu80Cu BAu82NiBAu80Cu BAu82Ni 锰基钎料锰基钎料：适用于：适用于600600以下工作的高温合金构件以下工作的高温合金构件 塑性好、可制成各种形状；与母材作用弱；抗氧化性能较塑性好、可制成各种形状；与母材作用弱；抗氧化性能较低。低。锰基钎料主要采用保护气体钎焊，不适用于火焰钎焊和真锰基钎料主要采用保护气体钎焊，不适用于火焰钎焊和真空钎焊。空钎焊。含钯钎料含钯钎料：Ag-Cu-Pd Ag-Pd-Ag-Cu-Pd Ag-Pd-MnMn Ni-Ni-MnMn-Pd-Pd 具有良好的钎焊工具有良好的钎焊工艺性能。艺性能。Ag-Cu-PdAg-Cu-Pd系钎料：综合性能最好，但钎焊接头的工作温度较低，系钎料：综合性能最好，但钎焊接头的工作温度较低，不高于不高于427427 Ni-Ni-MnMn-Pd-Pd系钎料：熔点较低，但接头高温性能较好，可在系钎料：熔点较低，但接头高温性能较好，可在800800下工作。下工作。接头设计接头设计 推荐采用推荐采用搭接接头搭接接头，通过调整搭接长度，提高接头强度通过调整搭接长度，提高接头强度。搭接长度：一般为搭接长度：一般为组成接头中薄件厚度的组成接头中薄件厚度的3 3倍倍，在，在700700以下工以下工作的接头，可增加到薄件厚度的作的接头，可增加到薄件厚度的5 5倍。倍。装配间隙：装配间隙：0.02-0.15mm0.02-0.15mm 钎焊工艺钎焊工艺 焊前清理焊件和钎料表面的氧化物、油污和其他污染物；焊前清理焊件和钎料表面的氧化物、油污和其他污染物；焊件精密