摘要

高溫合金是能在600℃以上高溫環(huán)境長期保持良好性能的合金材料莽每。為了適應航空發(fā)動機復雜的工作環(huán)境夜惭，提升發(fā)動機性能岖食，高溫合金材料常被用于制造航空發(fā)動機熱端構(gòu)件莹妒。但是名船，由于高溫合金添加了多種合金元素，合金的焊接性能較差追祈，焊接接頭處易產(chǎn)生熱裂紋和晶界液化返乏。而焊接是航空發(fā)動機重要的加工和修復手段之一，因此高溫合金的焊接加工與修復技術(shù)具有重要的研究意義俐番。本文對高溫合金的焊接接頭微觀組織和焊接性能進行了討論香诽，并闡述了高溫合金幾種主要焊接工藝的研究進展。

關(guān)鍵詞：高溫合金撇熬；焊接性能庐丁；熱裂紋仓煌；航空發(fā)動機；焊接工藝

高溫合金是20世紀30年代末由鎳鉻電阻合金發(fā)展而來的榨凭，能在超過600℃以上的高溫環(huán)境下保持良好性能并長期正常服役的鎳基熔徊、鈷基或鐵基高合金化合金。在航空發(fā)動機領(lǐng)域郑迅，發(fā)動機的動力性能很大程度上受熱端構(gòu)件的高溫性能影響朽晓，因此高溫合金材料主要被用于制造發(fā)動機動力推進系統(tǒng)的熱端承力構(gòu)件。據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示令聂，高溫合金的應用量已達發(fā)動機材料的40%～60%方仿。

焊接技術(shù)是高溫合金構(gòu)件主要的加工與修復方法之一，能對發(fā)動機部件進行制備加工统翩，并對受損部件一定深度的缺陷和損傷進行修復仙蚜，有效降低了加工和維護成本。目前厂汗，焊接構(gòu)件在現(xiàn)代飛機中所占比重已達50%以上鳍征。在航空制造、燃氣輪機等領(lǐng)域面徽，高溫合金構(gòu)件的焊接技術(shù)都已得到廣泛應用艳丛。相應地，為了解決高溫合金在焊接過程中可能出現(xiàn)的問題趟紊，研究者們對高溫合金的焊接性能進行了系統(tǒng)研究氮双。

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高溫合金的焊接性

高溫合金的導熱系數(shù)較低，液態(tài)合金流動性差霎匈，其焊接接頭往往具有較大的拘束應力戴差，熱裂傾向較大。此外铛嘱，基于提高合金高溫性能的要求暖释，先進的高溫合金均添加了多種合金元素，合金元素的增加與強化相的析出會導致接頭熱裂紋敏感性增加波烘，高溫力學性能惡化在摔，對高溫合金的焊接性能造成負面影響。例如亥矿，Ti唤吐、Al元素是γ′相的主要形成元素，若合金中Ti锨飞、Al元素的含量超過一定范圍诫幼，會形成γ′/γ共晶組織，導致合金液化裂紋和應變時效裂紋的敏感度增加；而Nb元素在焊接熱影響下的偏析和形成的低熔點共晶相是熱影響區(qū)微裂紋產(chǎn)生的原因之一翅殃。此外诈金，合金熱裂紋敏感性還會受到S、P臊娩、B等有害雜質(zhì)元素的影響锹嫌，因此，高溫合金的焊接性相對較差图云，給材料的焊接加工修復造成了一定障礙惯悠。

要對高溫合金焊接性能進行評價，主要需要考慮兩方面：焊接接頭的均勻性竣况、等強性和焊接裂紋的產(chǎn)生克婶。

1.1 焊接接頭的均勻性和等強

接頭的等強性和微觀組織的均勻性是判斷焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。高溫合金服役過程中一般要承受高溫和應力的多重作用丹泉，為了保證部件的整體一致性情萤，焊接接頭應盡可能具備與母材組織同樣的高溫強度、塑性摹恨、疲勞強度和均勻的微觀組織筋岛。

1.2 焊接裂紋

凝固裂紋：由于高溫合金中添加合金元素較多，在較快的冷卻速度下晒哄，元素偏析形成的低熔點液化薄膜會聚集于凝固晶界和枝晶間區(qū)域睁宰，在焊縫金屬凝固末期容易受焊接應力作用發(fā)生沿晶開裂。凝固裂紋敏感度受合金凝固溫度范圍寝凌、液相分布和碳化物的影響柒傻，可通過減少S、B央颈、P等雜質(zhì)元素含量藻清，合理控制合金元素Ti+Al含量，降低熱輸入械耙，控制凝固末期低熔點液相含量或焊前預熱處理等方法控制凝固裂紋的產(chǎn)生诗差。

液化裂紋：液化裂紋主要出現(xiàn)在熱影響區(qū)。在焊接過程中袖蝙，靠近熔池的熱影響區(qū)近縫區(qū)受焊接熱影響迅速達到固-液相區(qū)溫度點搪狈，晶界上的共晶體和某些相來不及發(fā)生平衡轉(zhuǎn)變，便在晶界上形成液態(tài)薄膜准击。晶界液膜在拉伸應力作用下沿奧氏體晶界形成液化裂紋封豆。應盡量減少S、P等低熔點共晶組織形成元素胸立，降低焊接熱輸入量、減少高溫停留時間像样，以減少或防止產(chǎn)生液化裂紋绷觉。

應變時效裂紋：沉淀強化高溫合金焊接部件在焊后熱處理或在高溫服役過程中可能出現(xiàn)此裂紋鄙荚。由于焊接部件存在較大的焊后殘余應力，當再次處于熱環(huán)境下傲茄，殘余應力釋放毅访，會與熱處理過程強化相析出產(chǎn)生的時效應力相疊加，應力會在晶界處集中盘榨，可能發(fā)生沿晶開裂。可通過細化合金晶粒尺寸铅檩、降低焊接熱輸入量眠寿，焊前預熱或焊后進行噴丸處理等方法進行防范。

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高溫合金焊接研究現(xiàn)狀

綜上所述山憨，發(fā)動機高溫合金部件的焊接必須滿足：盡可能少地改變原始微觀結(jié)構(gòu)查乒；盡可能不在熔合區(qū)和熱影響區(qū)引入相關(guān)殘余應力；不在熔合區(qū)和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋郁竟；無大量偏析和元素大規(guī)模擴散玛迄。因此，對高溫合金進行焊接時應選擇熱輸入量較小棚亩，熱輸入穩(wěn)定且集中的焊接工藝蓖议。本文將在上述基礎(chǔ)上，對發(fā)動機高溫合金部件的幾種主要焊接工藝研究進行綜述腹瞒。

2.1 熔化焊

2.1.1 鎢極氬弧焊

鎢極氬弧焊（TIG焊）是一種非消耗性電極與焊接件間產(chǎn)生熱量的熔化焊方法高降，其焊縫質(zhì)量較好，成本低锁龙，設(shè)備較簡單殷淮，容易實現(xiàn)自動焊接。

González等人對預熱處理后的IN939高溫合金進行TIG焊熱影響區(qū)的開裂行為進行了研究腺拗。結(jié)果發(fā)現(xiàn)两靖，合金經(jīng)過焊前預熱處理，焊接過程中熱影響區(qū)液化裂紋生成的概率明顯下降困碰，這是由于預處理析出的球狀有序γ′相和離散塊狀碳化物（MC）對晶界液化裂紋敏感性較低的緣故耍俱。

Ojo等人通過Gleeble熱機械模擬和觀察實際TIG焊接試樣，研究了鎳基高溫合金IN738LC的主要強化相γ′相對合金TIG焊熱影響區(qū)顯微裂紋的影響西龟。結(jié)果表明：當加熱到焊接模擬溫度時馒脏，γ′相顆粒會與周圍的γ基體發(fā)生共晶反應形成液膜，并滲透到晶界區(qū)域镣学，使其容易在外界應力作用下萌生液化裂紋歌淹。實驗結(jié)果與該結(jié)論相印證，說明液相γ′會促進高溫合金熱影響區(qū)微裂紋的形成。

仲超等人采用不同工藝參數(shù)和直接時效熱處理工藝對GH4169變形高溫合金進行TIG焊修復枝秤。結(jié)果表明：隨著焊接速度和送絲速度的提高醋拧，部分熔化區(qū)和熱影響區(qū)的寬度和晶粒大小變小淀弹；焊接修復后修復區(qū)的硬度要大于部分熔化區(qū)和熱影響區(qū)的丹壕；在較低的焊接電流、較高的焊速和送絲速度的工藝參數(shù)下薇溃，焊接修復試樣的抗拉強度更加優(yōu)異菌赖。

鎢極氬弧焊作為一種工藝簡單的焊接方法，在實際工業(yè)應用中容易出現(xiàn)咬邊沐序、氣孔等缺陷琉用，焊接質(zhì)量相對較差，熱影響區(qū)大薄啥，更容易產(chǎn)生液化裂紋辕羽，并不能滿足高質(zhì)量的焊接要求，R.R.公司認為鎢極氬弧焊不適合用于航空發(fā)動機關(guān)鍵構(gòu)件的焊接垄惧。

2.1.2 電子束焊

電子束焊（EBW）是一種通過加速聚集的電子束轟擊焊件刁愿，利用產(chǎn)生的熱量進行焊接的工藝，具有熱影響區(qū)小搜计，焊接熱輸入量集中宋旭，能量密度和利用效率高，焊后變形量小等優(yōu)點杉藐。目前真空電子束焊是應用最廣的電子束焊法枯橱。

張海泉等人對鎳基高溫合金GH4133進行了電子束焊接裂紋研究。結(jié)果表明：合金熱影響區(qū)存在大量沿晶微裂紋攒置，由電子束的熱沖擊熱力學效應所致粹岁，而焊接過程中熱輸入促進了裂紋的擴展。其中尖坦，焊接接頭處的液化裂紋是由于MC碳化物液化于晶界形成低熔點共晶液化膜所致骂领，而固相裂紋主要是由于高能電子束的快速熱沖擊效應致使孔穴形成并沿晶界擴展所產(chǎn)生。

Han等人研究了鎳基高溫合金K465電子束焊的焊接性和開裂特征装屈。合金的熔合區(qū)組織主要為γ枝晶怒晕、碳化物、枝晶間γ′/γ共晶和細小的γ′顆粒路学〗劳蹋可觀察到熔合區(qū)出現(xiàn)凝固開裂和熱影響區(qū)出現(xiàn)晶間液化開裂，因此合金焊接性較差蹬碧。其中凝固裂紋是由于Ti舱禽、Nb炒刁、Al元素在凝固末期枝晶區(qū)偏析形成殘余液態(tài)金屬造成的，其裂紋敏感性隨熱輸入增加而增加呢蔫；而液化裂紋是由于γ′顆粒和碳化物的液化以及γ′/γ共晶切心、富Cr硼化物的熔融導致飒筑，其中γ′顆粒的液化是主要原因片吊， 其裂紋敏感性隨熱輸入的增加而降低。

Barbieri等人和Montanari等人在不同焊接條件下對IN792定向凝固高溫合金進行電子束焊接协屡。試驗結(jié)果表明俏脊，相比于無預熱條件，預熱條件下以不低于1.5m/min的焊接速度進行電子束焊接肤晓，焊縫處不會出現(xiàn)宏觀缺陷（裂紋和氣泡）爷贫，且在300℃預熱條件下以2.5m/min的焊接速度進行焊接，效果更佳补憾。焊后合金熔融區(qū)的γ′相數(shù)量要低于基體中γ′相的數(shù)量惯篇，且顆粒細小，平均粒徑為20nm忱厨，使該區(qū)域的硬度有所增加辱囤。而在熱影響區(qū)中，有序相的比例沒有發(fā)生改變鲤瞪，但顆粒由于熱影響發(fā)生粗化牢介，硬度較母材略有下降。

David等人對鎳基單晶高溫合金PWA1480的電子束焊接和激光焊接性能進行研究揉拯，研究發(fā)現(xiàn)泳厌，兩種焊接工藝的熔合區(qū)均出現(xiàn)了較大程度的開裂，其裂紋主要是由于低熔點共晶組織存在而形成的凝固裂紋液斩；焊縫中存在的取向錯位的雜晶是促進裂紋產(chǎn)生的主要因素起驱。另外發(fā)現(xiàn)，預熱500℃條件下在一定的焊接工藝參數(shù)區(qū)間內(nèi)谤赛，可獲得無宏觀裂紋的焊縫鹊获；且γ′/γ相界面無溶質(zhì)偏析，成分接近平衡組分赡模。

電子束焊工藝的研究目前已較為成熟田炭，焊接能量密度大，能量轉(zhuǎn)換率高（可達 80%以上）漓柑。雖然作為高能束焊的一種教硫，電子束的熱沖擊不可避免地促進了熱裂紋的萌生，但現(xiàn)有研究表明辆布，可以通過焊前預熱處理瞬矩、控制熱輸入量等方法有效抑制裂紋的產(chǎn)生茶鉴。R.R.公司RB211型發(fā)動機的高壓壓氣機盤和后軸，Trent600景用、700發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子涵叮，P&W公司的PW4000發(fā)動機的風扇盤和高壓壓氣機轉(zhuǎn)子等航空發(fā)動機構(gòu)件均應用了電子束焊工藝進行加工。

2.1.3 激光焊

激光焊是一種以聚集高能量密度的激光束作為熱源轟擊焊件伞插，利用產(chǎn)生的熱量實現(xiàn)快速焊接的工藝割粮。激光焊的自動化程度高，熱輸入量低媚污，且熱輸入集中舀瓢，焊后幾乎不出現(xiàn)變形，可用于焊接飛機的復雜部件焊接皿掂。

Wang等人采用了Nd:YAG脈沖激光焊接技術(shù)對René 77鎳基高溫合金進行了補焊試驗瓣车。結(jié)果顯示，在適當?shù)暮附訁?shù)下般供，焊縫熔合區(qū)與熱影響區(qū)沒有形成裂紋菠贡，但激光能量過高會導致焊縫中心線開裂或焊縫熔合區(qū)晶間開裂，且在焊縫熔合區(qū)與熱影響區(qū)的界面處可能會出現(xiàn)各種類型的液化裂紋栅告。Sidhu等人對IN738定向凝固高溫合金的激光焊裂紋擴展行為進行研究睛至。分析對比發(fā)現(xiàn)：裂紋主要出現(xiàn)在熱影響區(qū)，只有部分裂紋擴展到了熔合區(qū)暴雕。二次凝固的碳化物（MC）慧贩、M3B2硼化物、M2SC硫碳化物和γ′/γ共晶以及γ′析出顆粒的部分液化豫鞭，是晶界液化以及液化裂紋產(chǎn)生的主要原因抡悼。且相較于普通的鑄造高溫合金，定向凝固高溫合金能更好地抵抗液化裂紋的產(chǎn)生鬓预。

Zhang等人對激光焊接Ni3Al基單晶高溫合金MX246的工藝參數(shù)與接頭性能進行研究篮烈。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：激光焊MX246合金試樣的焊接接頭抗拉強度可達到母材75%以上，其主要焊接裂紋形式是凝固裂紋购岗。激光工藝參數(shù)和晶粒尺寸大小對焊接接頭的裂紋敏感性有顯著影響汰聋。其中，激光功率決定了焊接熱輸入和焊縫深度喊积，熱輸入過高會導致晶粒粗化烹困、熱影響區(qū)開裂，而低掃描速率可降低焊縫裂紋敏感性乾吻；此外髓梅，細晶區(qū)的裂紋敏感性遠低于粗晶區(qū)。

Barbieri等人在2mm厚的定向凝固IN792高溫合金板上進行激光焊接绎签。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在焊前預熱200℃枯饿，不擺動情況下以1.5m/min的焊速進行激光焊接可獲得較好的焊接接頭酝锅，孔隙率降低，熔融區(qū)和熱影響區(qū)寬度減小奢方，裂紋敏感度降低搔扁。此外，由于γ′相的部分溶解蟋字，觀察到接頭熱影響區(qū)的硬度略微下降遇冶。

相比于電子束焊，激光焊雖然存在激光束的能量轉(zhuǎn)換率較低的問題遥喘，但焊前無需對焊件進行去磁處理泞叉，也不需要在真空環(huán)境下進行焊接蚪库，具有很大的發(fā)展空間纯殖。美國普惠公司已實現(xiàn)對PW2037、PW4000等型號發(fā)動機的機匣人杜、導向葉片等構(gòu)件的激光自動焊接动荚。

2.1.4 等離子弧焊

等離子弧焊通過在鎢極和噴嘴或工件之間施加足夠電壓使氣體電離形成自由電弧，在噴嘴皱蝙，冷氣流和磁場的壓縮作用下悉通，形成氣體充分電離，能量高度集中的等離子弧進行焊接矮层；其焊接能量密度高滤填，熱輸入量小，焊接變形較小晓言，裂紋敏感度低认扼，能在焊接電流較小的情況下維持穩(wěn)定電弧。

Su等人對IN 738LC高溫合金構(gòu)件在等離子弧焊修復后的拉伸強度進行了研究重贺。結(jié)果表明骑祟，采用低熱輸入量的等離子弧焊工藝，可通過優(yōu)化焊接參數(shù)將熱影響區(qū)裂紋敏感性降到最低气笙。此外在焊前進行預熱處理可有效提高合金的可焊性次企。在高溫環(huán)境下，等離子弧焊焊接試樣的抗拉強度達到了母材的96%潜圃，而室溫下只有母材的抗拉強度的80%缸棵。

郭必新等人采用等離子弧焊工藝對6mm厚GH132高溫合金板進行焊接。研究發(fā)現(xiàn)谭期，在較快的焊接速度下堵第，焊接接頭的熱影響區(qū)較小，焊縫成形美觀崇堵，性能也較好型诚；其接頭力學性能與氬弧焊接頭相近客燕，但具備更好的抗腐蝕能力和熱穩(wěn)定性。

等離子弧焊對工作環(huán)境要求低狰贯，能量轉(zhuǎn)換率高张鸟，目前多用于發(fā)動機壓氣機和渦輪葉片的加工，如GE90吼闽、V2500牌度、CFM56等型號發(fā)動機的壓氣機葉片已實現(xiàn)等離子弧焊修復。

2.1.5 熔化焊研究現(xiàn)狀

現(xiàn)有研究結(jié)果表明驱香，高溫合金的熔化焊工藝的研究和應用已較為成熟揖蜒，雖然焊接過程中易出現(xiàn)微觀組織偏析，γ′顆粒示奉、γ′/γ共晶和碳化物（MC）的析出造成液化開裂等缺陷升诡，導致接頭性能惡化，但通過焊前熱處理和調(diào)整合適的焊接工藝參數(shù)等方法皇铝，可有效抑制裂紋和脆性相的產(chǎn)生页函，提高合金的焊接接頭性能。其中電子束焊锡胡、激光焊和等離子弧焊同屬高能束流焊接庭四，能量密度高，焊接熱輸入集中绘雁，熱影響區(qū)較窄橡疼，焊后變形小，已在航空發(fā)動機制造加工和維修領(lǐng)域被廣泛應用庐舟。

2.2 固相焊

2.2.1 摩擦焊

摩擦焊是在壓力作用下欣除，通過待焊界面相互摩擦運動產(chǎn)生的熱量使材料界面發(fā)生塑性形變和相對擴散，最終實現(xiàn)焊接的工藝继阻；其焊接接頭質(zhì)量較好耻涛，可對異種材料進行焊接，自動化程度高瘟檩，不容易產(chǎn)生熱裂紋抹缕。慣性摩擦焊、線性摩擦焊和攪拌摩擦焊是目前應用最廣的三種摩擦焊方法墨辛。

Vishwakarma等人研究了Allvac718 Plus高溫合金的線性摩擦焊和焊后熱處理后的顯微組織卓研。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：焊縫區(qū)域由細小的重結(jié)晶晶粒組成，雖然在熱影響區(qū)觀察到第二相析出物的液相反應睹簇，但與常規(guī)熔焊工藝不同奏赘，線性摩擦焊一般不會導致合金的熱影響區(qū)液化開裂。這是由于焊接過程中施加的壓應力抑制了裂紋的產(chǎn)生和擴展太惠。

季亞娟等人研究了DD6單晶高溫合金/FGH粉末高溫合金異種材料線性摩擦焊的焊接性能钮药。結(jié)果表明：兩種合金的焊接接頭成形良好椭梁，焊縫區(qū)析出細小球狀γ′相，焊縫組織致密尺果，接頭拉伸性能與DD6單晶合金母材相當捻奉。

Smith等人對在役損傷的IN718高溫合金航空渦輪葉盤的線性摩擦焊修復效果進行了評估。在焊接修復過程中捌秩，沒有出現(xiàn)氧化物九站、孔洞和低熔點相的液化，這可能與摩擦焊過程中較低的過程溫度脓大，施加的壓力負載和較小的沉淀物尺寸有關(guān)屋骇；焊后熱處理改善了材料的力學性能，這可能與γ′′相體積分數(shù)較大过桌，焊接界面的δ相完全溶解有關(guān)殷彰。研究結(jié)果驗證了線性摩擦焊應用于IN718高溫合金工件修復的可行性。

摩擦焊多適用于圓截面的焊接艺挽，但也可對非圓截面和板材進行焊接嚎论；由于不需要通過熔化母材進行焊接，因此不會引發(fā)液化裂紋的萌生麦撵，焊接接頭性能較好。GE公司研發(fā)的航空發(fā)動機溃肪，如GE90免胃、波音787的新一代發(fā)動機GEnx，和P&W聯(lián)合研發(fā)的A380用發(fā)動機GP7200的高壓壓氣機轉(zhuǎn)子等轉(zhuǎn)動件均采用慣性摩擦焊進行焊接惫撰，GE公司和R.R.公司的部分型號發(fā)動機則采用了線性摩擦焊對整體葉盤進行制備羔沙。

2.2.2 擴散焊

擴散焊是在一定的高溫和壓力環(huán)境下，焊接接觸表面發(fā)生微觀塑性形變厨钻，生成瞬時液相扼雏，原子間相互擴散滲透，最終實現(xiàn)焊接的工藝夯膀。其焊接接頭強度高诗充，變形小，不存在明顯的焊縫诱建，沒有過熱組織蝴蜓，接頭性能與母材無太大區(qū)別。

張蕾等人采用自制中間層對定向凝固高溫合金DZ125(TLP-DB)試樣進行液相擴散焊武骆，獲得了連續(xù)完整的焊接接頭榛舍，中間層和母材界面基本消失。對焊接接頭斷裂韌性的研究發(fā)現(xiàn)：采用自制中間層在1240℃/6h的規(guī)范下可以實現(xiàn)DZ125合金的可靠過渡液相擴散連接硝锨。在950℃高溫環(huán)境下耽慌，焊接接頭的斷裂韌性有較明顯的下降卢圈，抗脆性斷裂的能力要弱于母材的，可通過延長保溫時間等方法優(yōu)化工藝辅任，以實現(xiàn)焊接接頭與母材的均質(zhì)化鳄盗。

Liu等人進行了DD3單晶高溫合金與GH4169變形高溫合金的擴散焊研究。由于濃度梯度的作用拂炉，焊接接頭形成了35μm寬的擴散區(qū)送写，從DD3合金母材區(qū)到擴散區(qū)，γ′相的形態(tài)從長方狀轉(zhuǎn)變成較小的柱形旱婚；且擴散區(qū)內(nèi)的γ′相尺寸細化婉劲，要小于在DD3母材區(qū)的，因此擴散區(qū)的硬度高于其他區(qū)域的针执，達到了6.4GPa便锨。接頭平均剪切強度為433MPa，低于母材強度我碟，斷口韌窩較多放案，呈塑性斷裂。

王瑤等人采用含Si的BNi-5的中間層合金對CMSX-4單晶高溫合金進行TLP焊接矫俺。對比研究發(fā)現(xiàn)：采用1200℃吱殉、5kN、20min的焊接工藝參數(shù)獲得的焊接接頭組織分布更均勻厘托，性能最佳友雳；接頭的室溫抗拉強度達到了母材的95%，在760℃的高溫環(huán)境中抗拉強度達到了母材的 99%铅匹。溫度對接頭的性能有明顯影響押赊，隨溫度上升，接頭界面的孔洞明顯減少包斑，但溫度過高時Al元素會由母材擴散至接頭處形成富Al化合物流礁，大大降低接頭強度；此外罗丰，保溫時間延長會促進Si元素的完全擴散神帅，提高TLP接頭強度。

Lin等人研究了焊接工藝參數(shù)對GH4099變形高溫合金擴散焊接頭組織和力學性能的影響惶芒。研究表明：較高的鍵合溫度和較長的鍵合時間有利于接頭區(qū)低熔點的B和Si元素向母材擴散燎匪，1170℃下粘結(jié)24h后，接頭和母材的化學成分和微觀結(jié)構(gòu)基本相同赠搓；且隨著粘結(jié)時間的增加购畴，焊接接頭的室溫和高溫的剪切強度均提高。

擴散焊的焊接質(zhì)量高，接頭組織與性能與母材相當铣才，可用于異種材料的焊接责祥，也適用于焊接性較差的高溫合金的焊接，包括定向凝固高溫合金和單晶高溫合金旱樊。目前在航空發(fā)動機領(lǐng)域壳坞，主要采用將擴散焊與超塑成型相結(jié)合制備空心離心葉輪、渦輪導向葉片等構(gòu)件述茂。

2.2.3 固相焊研究現(xiàn)狀

與傳統(tǒng)的熔化焊工藝相比搂瓣，高溫合金固相焊的焊接設(shè)備較復雜，成本較高雇寇，對焊接工件的表面有一定要求氢拥。但是，由于固相焊是在母材未熔化的情況下進行焊接锨侯，不會發(fā)生液化開裂嫩海；焊接接頭呈現(xiàn)為細晶組織，接頭的力學性能和母材相當囚痴。固相焊對焊接性較差的高溫合金依舊有良好的焊接表現(xiàn)叁怪，且適用于異種材料的焊接，焊接接頭性能優(yōu)于熔化焊深滚，因此多用于航空發(fā)動機關(guān)鍵部位如轉(zhuǎn)子和葉盤等構(gòu)件的加工修復奕谭。

3

結(jié)語

近年來，高溫合金焊接工藝的研究已取得較大進展成箫，在航空發(fā)動機制造維修領(lǐng)域中的應用也已較為成熟展箱。對于鎢極氬弧焊、電子束焊蹬昌、激光焊和等離子弧焊這類熔化焊，雖然高溫合金中合金化元素較多攀隔，致使焊接過程中易出現(xiàn)晶界液化產(chǎn)生裂紋和析出脆性相皂贩，但研究表明，通過焊前預熱處理和調(diào)整合適的焊接工藝參數(shù)等方法可有效抑制裂紋和脆性相的產(chǎn)生嚎区，提高合金的焊接接頭性能拘挡。熔化焊，尤其是高能束焊的應用性較廣蝶桑，目前已應用于高溫合金葉片的焊接修復等加工掌社。

對于擴散焊以及摩擦焊這類固相焊而言，雖然存在設(shè)備較復雜窄切，對工件有一定要求以及成本問題等限制簇茉，但焊接接頭性能較高，適用于對焊接件性能要求較高的工件如轉(zhuǎn)子的加工。實際加工維修過程中哈寂，可根據(jù)航空發(fā)動機構(gòu)件的不同工作條件和性能要求選擇適合的焊接工藝進行加工修復残昔。

（熱加工工藝 熱加工工藝）

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