Inconel601鎳基合金的化學(xué)成分 Inconel601鎳基高溫合金材料為蒂森克虜伯公司提供的軋制板材，厚度為3mm ， 如圖 2-1 所示。

材料在出廠前經(jīng)過固溶退火處理過， 其化學(xué)成分如表 2-1 所示。

鎳基高溫合金的焊接特點 鎳基高溫合金化學(xué)成分相對其它合金相對比較復(fù)雜， 隨工作溫度和加工方式 的差異， 合金的組織狀態(tài)也有所差異， 對鎳基高溫合金焊接街頭質(zhì)量的要求也有所不同。 不同的焊接工藝規(guī)程的變化對接頭的質(zhì)量的影響也不同。 在固溶強化合金、 工業(yè)純鎳、 鑄造鎳基合金和鎳基耐腐蝕合金等的熱加工過程中， 出現(xiàn)的主要問題是焊縫區(qū)的過熱導(dǎo)致的組織長大和焊縫金屬的液化結(jié)晶裂紋。 鎳基高溫合金焊接時也存在這些問題。 對沉淀強化型鎳基高溫合金， 焊縫金屬除有結(jié)晶裂紋存在外還可能產(chǎn)生焊后時效裂紋等問題。

鎳基高溫合金焊接時， 奧氏體導(dǎo)熱性能不好導(dǎo)致焊縫金屬溫度過高， 導(dǎo)致某 些元素被氧化成高熔點的氧化物， 如三氧化二鋯、 二氧化鈦、 三氧化二鋁等化合物的出現(xiàn)， 由于這些氧化物的熔點很高， 因此會導(dǎo)致使焊縫中液態(tài)金屬的流動性變差， 就會引起其它缺陷的產(chǎn)生， 如夾渣、 氣孔、 疏松等缺陷。 基體中的鐵元素、鎳元素雖與氧親合力較小， 在高溫條件下也又有被氧化的可能。 在焊接過程中如果氣體保護不得當(dāng)時， 還能產(chǎn)生其它問題。 鎳基合金焊接中經(jīng)常遇到的一些問題有結(jié)晶裂紋、 多邊化裂紋和液化裂紋。 （1） 結(jié)晶裂紋。 鎳基耐腐蝕合金和鎳基高溫合金的焊接過程中焊縫金屬中 產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的傾向很大。 產(chǎn)生原因主要是鎳基高溫合金在凝固時溫度梯度很大 會形成方向性很強的奧氏體柱狀晶， 低熔點的共晶物會在柱狀晶體中偏析， 在焊接應(yīng)力影響下， 共晶物強度低很容易開裂從而產(chǎn)生晶間裂紋。 鎳基高溫合金中的合金元素相對較多， 這些合金元素在焊接過程中會與基體中的鎳元素作用生成熔點較低強、 度較弱的共晶物質(zhì)， 這些共晶物容易在晶界偏析， 從而產(chǎn)生結(jié)晶裂紋。硫、 磷和硅等元素都是形成晶間低熔點共晶組織的主要元素， 尤其是對硫元素的控制更加嚴(yán)格， 這種晶間共晶組織是引發(fā)工業(yè)純鎳和單相奧氏體鎳基合金焊縫結(jié)晶裂紋的首要因素， 因此要求鎳基耐蝕合金和鎳基高溫合金中的硫元素的含量在0.005% 以下， 焊絲中的含硫量要小于 0.015% ， 焊縫金屬總體含硫量應(yīng)控制在0.030% 以下。 在焊絲中加入錳元素能與硫元素形成穩(wěn)定的化合物， 降低硫元素的溶解度， 從而降低該有害元素的不利因素。 （2） 多邊化裂紋。 多邊化裂紋屬于焊接熱裂紋中的一種， 一般多是顯微裂 紋， 然而在焊接應(yīng)力作用下往往會擴展形成宏觀裂紋。 在焊縫金屬結(jié)晶凝固過程中， 前沿固相的晶粒中存在著大量晶體學(xué)缺陷， 如位錯、 空位等缺陷。 焊接冷卻過程是一個特殊的結(jié)晶過程， 與其它熱加工過程相比其冷卻過程溫度梯度很大，形成非平衡的結(jié)晶過程， 使得晶體中晶體點陣的排列不完整， 結(jié)晶過程中形成的空位和位錯都以過飽和的狀態(tài)存在于焊縫金屬中， 當(dāng)存在應(yīng)力應(yīng)變或者焊接熱循環(huán)時， 晶體內(nèi)的這些缺陷會由高能位向低能位移動， 發(fā)生聚集或者擴散， 使得金屬由不穩(wěn)定的狀態(tài)向穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展， 形成與一次結(jié)晶不同的新晶界， 被稱為多邊化晶界或亞晶界。這種晶界的形狀大多是彎曲封閉線網(wǎng)， 晶界力學(xué)性能相對較差，會增加合金的高溫脆性。 （3） 液化裂紋。 液化裂紋在工業(yè)純鎳和鎳基高溫合金焊接過程中是一種常 見的焊接熱裂紋， 也是一種的顯微裂紋。 它主要形成沿晶開裂， 多發(fā)生在多層焊的層間過熱區(qū)或焊縫熔合區(qū)。 鎳基高溫合金對液化裂紋是十分敏感， 會引起力學(xué)性能的急劇下降。