专题综TOPIC
焊接行业热点话题、重点方向的专题阐述与分析
SUMMARY
国内镍基高温合金的焊接研究现状
resentsituationaboutweldingresearchofnickel-basehigh-temperaturealloyathome
P
１
前
言
山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室山东大学材料科学与工程学院
李亚江石
磊
夏春智
［摘要］航天工业中镍基高温合金焊接技术的发展和应用对于航空发动机制造有重要的支撑作用，开展镍基高温合金的焊接及修复技术的研究具有重要的战略意义。本文综述了目前镍基高温合金正在应用或研究的焊接及修复技术，并简要介绍航天工业中镍基高温合金焊接技术的发展现状。针对目前镍基高温合金所采用的电子束焊接、激光焊及激光熔覆技术、钎焊及扩散焊、摩擦焊等焊接技术做了介绍，这将有利于今后镍基高温合金焊接技术的进一步完善。
［关键词］镍基高温合金；高能束流焊接；钎焊与扩散焊；摩擦焊
是镍基高温合金，同时镍基高温合金还是目前航空发动机和工业燃汽轮机等热端部件的主要用材，在先进发动机中这种合金的重量占５０％以上［５］。
从高温合金的发展史来看，高温合金经历了变形高温合金、普通铸造高温合金、定向凝固高温合金、单晶高温合金４个阶段。其中镍基单晶高温合金作为目前制造先进航空发动机和燃汽轮机叶片的主要材料，世界各国都十分重视对镍基单晶高温合金的研制与开发应用［３－５］。
近年来，国内外研究者从焊接方法、工艺参数制定、焊后结合界面组织、接头使用性能评定等方面对镍基高温合金焊接做了大量研究，同时随
作者简介：李亚江（１９５４－），男，博士毕业于山东大学，所学专业：焊接，山东大学教授（博士生导师），从事异
种材料及特种焊接技术的教学与科研工作。
真空电子束钎焊、摩擦焊等各种先进的连接方法的研究进一步深入，对于镍基高温合金焊接技术的发展及应用，以及高温合金连接理论的研究具有重要的意义。
高温合金是航空发动机的关键材料，而镍基及镍铁基高温合金是目前高温合金结构材料的重要组成部分，镍基高温合金由于具有优异的耐热性及耐腐蚀性，被称之为“航空发动机的心脏”，具有组织稳定、工作温度高、合金化能力强等特点［２］，目前已成为航空航天、军工、舰艇燃气机、火箭发动机所必须的重要金属材料，同时在高温化学、原子能工业及地面涡轮等领域得到了广泛的应用［３－４］。据统计，在国外一些先进的飞机发动机中，高温合金的用量已达发动机重量的５５％￣６０％。用于制造涡轮叶片的材料主要
［１］
２研究现状
镍基高温合金目前广泛研究的焊
接方法有氩弧焊、电子束焊接、钎焊与扩散焊等焊接技术，但是由于镍基高温合金中加入了固溶强化元素Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ等，此外，合金中还含有微量元素Ｓ、Ｐ、Ｃ、Ｂ等，这些元素会增大裂纹敏感性，从而造成弥合裂纹、焊后焊缝易形成组织偏析、析出脆性相以及其他缺陷均容易导致焊接接头力学性能及高温持久性下降。２．１
高能束流焊接
［６］
着电子束焊接、激光焊及激光熔覆技术、真空扩散焊、瞬间液相扩散连接、
现代焊接２０１０年第７期总第９１期Ｊ－１
高能束流焊接技术是一种利用激金进行了研究，他们采用电子束表面光束、电子束、等离子弧等高能量密熔凝处理方法研究了电子束表面熔凝度的束流作为加工热源，对材料或构处理Ｍ３８Ｇ高温合金熔凝层组织和熔凝件进行焊接、熔覆的焊接技术［７］。层组织对高温氧化的影响，研究发现：２．１．１
电子束焊接（ＥＷＢ）①电子束表面超快速熔凝处理作为表电子束焊接不仅是一种柔性很好面改性的新方法可用于材料表面的快的工艺方法，而且可以防止熔化金属速凝固处理，使材料表面熔凝层晶粒受到氧、氮等有害气体的污染，并且组织细化；②电子束表面熔凝处理试有利于焊缝金属的除气和净化，焊缝样经高温氧化试验测试，表面熔凝层化学成分纯净，焊接接头强度高、质具有较好的抗高温氧化能力；③熔凝量好，所以在发动机制造领域中得到层的晶粒细化和细小的氧化膜有利于了广泛的应用，极大地改善了航空发释放氧化膜应力，使氧化膜不易剥落。动机的性能和使用寿命［８］。高真空电子２．１．２
激光焊及激光熔覆
束焊具有能量密度高、保护条件好、激光焊具有加热集中、热输入量控制方便等特点，能够实现难熔金属、低、热影响区窄、焊后变形小、适于活性金属、耐热合金和精密合金等的焊接难熔及热敏感性强的金属，是当焊接，因此镍基高温合金的电子束焊今先进的制造技术之一；激光熔覆技接，特别是真空电子束焊接也是近期术是一种先进的复合材料加工技术，研究的热点。
具有热输入量控制准确、焊接速度高、清华大学张海泉［９］等人通过对ＧＨ冷却速度快、热畸变小、可控性好、４１３３镍基高温合金进行真空电子束焊可以获得组织致密、性能优越的堆敷接，焊后利用金相分析和扫描电镜对熔焊层，能够节省高性能的材料，在焊接热影响区微裂纹行为分析，发现航空航天修复中有着广泛的应用。
镍基高温合金电子束焊接接头具有较华中科技大学的熊建钢［１１］等人研大的裂纹敏感性，接头中的微裂纹都究了镍基高温合金ＧＨ１４０的激光焊接，发生于熔合线附近的热影响区，而焊获得深宽比较大、组织细密、热影响缝中未发现微裂纹，但有部分热影响区非常窄的焊缝，并且分析了主要工区微裂纹穿过熔合线透入焊缝，大量艺参数对焊缝形状的影响及接头的显微裂纹在熔合线附近的粗晶晶界形核微组织特征和显微硬度变化，在焊缝并扩展１￣２个晶界距离。同时张海泉等及热影响区中没有发现裂纹等焊接缺人的研究还发现热影响区微裂纹分布陷。
特征与熔合区形状和焊接线能量有着清华大学的孙鸿卿等人［１２］对定向密切的关系，通过改善焊缝成形和减凝固镍基高温合金上激光熔覆Ｉｎｃｏｎｅｌ小焊接速度有助于减小两类热影响区７３８的裂纹敏感性问题进行了系统的研微裂纹倾向。
究，试验后采用光学显微镜和扫描电抚顺石油学院的胡传顺［１０］等人对镜进行显微组织的观察，利用能谱仪电子束表面凝固处理Ｍ３８Ｇ镍基高温合
分析熔覆层的成分，利用Ｘ射线衍射仪
２现代焊接２０１０年第７期总第９１期
进行物相分析，发现在定向凝固镍基高温合金基体上进行Ｉｎｃｏｎｅｌ７３８的激光熔覆的裂纹敏感性非常高，而且裂纹主要为在熔覆层与定向凝固基体交界处引发并生长的热裂纹，以及在多层熔覆过程中熔覆层内部产生的热裂纹；研究还发现激光熔覆Ｉｎｃｏｎｅｌ７３８过程中的热输入量决定裂纹敏感性，研究证明选择适当的制造工艺方法和激光熔覆工艺参数可以获得成形良好并且无裂纹的定向凝固组织。
北京航空航天大学的罗根香［１３］等人对Ｋ４１８合金激光熔覆进行了研究，通过对Ｋ４１８镍基高温合金表面制备了不同化学成分的Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ涂层，并分析了不同成分涂层与基体合金的结合情况，发现Ｎｉ６６．１１Ｃｒ７．３５Ｔｉ１４．３９Ａｌ１２．１５熔覆涂层形成了ＴｉＡｌ合金与Ｋ４１８合金之间成分和性能的良好过渡，为实现ＴｉＡｌ合金／Ｋ４１８合金异种合金间的扩散连接提供了良好的组织基础，促进了ＴｉＡｌ合金／Ｋ４１８异种合金扩散连接研究。
清华大学的李晓莉［１４］等人在高温合金Ｋ４０３基体上进行激光熔覆试验研究，分析基体组织状态、熔覆层材料和熔覆工艺参数对熔覆层裂纹倾向的影响，发现激光熔覆时大多数裂纹是从基体侧形成后深入到熔覆层中，基体组织中缩松等铸造缺陷及晶界低熔点共晶的存在也是熔覆层开裂的重要原因，同时研究还发现通过加入适量的稀土氧化物有助于减少或消除裂纹，在基体上熔覆无Ｂ、Ｓｉ元素的合金更易消除熔覆层裂纹。
中国科学院金属腐蚀与防护国家重点实验室的郭文渊［１５］等人对Ｃ６ｙ、Ｋ２４和Ｋ１７三种镍基超合金的几种材料的
Ｊ－
Ｎｄ－ＹＡＧ激光熔敷涂层行为进行了试验研究，通过熔覆不同涂层使得这几种镍基超合金的裂纹敏感性得到大大改善，甚至抑制了基体上裂纹的产生，并使熔覆层与基材的界面处形成一白亮的熔合区，达到冶金结合。
华中科技大学武汉光电国家实验室的熊征［１６］等人对ＧＨ４１３３高温合金叶片上激光熔覆ｓｔｅｌｌｉｔｅＸ－４０合金的工艺的研究表明，通过优化激光功率、扫描速度和粉末厚度，可得到符合尺寸要求、熔深浅、界面结合完整的熔覆层，再经过时效处理能够让熔覆层与基体硬度基本相同从而保证了整体性能的均匀一致。２．２
钎焊与扩散焊
钎焊与扩散焊的发展以及新型高性能材料在航空发动机制造中的应用需求，使得镍基单晶高温合金焊接得到了发展。新型钎焊与过渡液相扩散焊技术具有基体材料不熔化，接头组织与基体相同，高温性能与基体相同或相近，零件整体均匀加热，焊后内应力和变形小，可以实现某些其他连接方法难以实现的复杂精细结构件的制造等一系列优点。
哈尔滨工业大学的张杰［１７］等人通过Ｋ５耐热合金与２Ｃｒ１２ＮｉＷＭｏＶ耐热钢的真空扩散连接，研究了焊接工艺参数及中间层厚度对接头组织与性能的影响规律，他们通过研究发现，扩散连接温度对接头的微观塑性变形、蠕变、扩散行为有很大的影响，耐热合金具有较高的高温强度，因此这两种材料扩散连接应选较高温度，但温度过高又会使焊接接头处产生较大塑性变形，而且在耐热高温合金上极易产
生裂纹，造成接头性能下降。由于焊增大再降低的趋势，钎焊接头断口呈接压力能够影响接头局部塑性变形，脆性断裂特征。改变被焊金属界面接触状况，消除界２．３
摩擦焊
面孔洞，以形成牢固的结合，从而影摩擦焊是在压力的作用下，通过响接头的性能，如果压力过大会造成摩擦待焊界面使得界面及其附近温度较大的塑性变形，影响焊接件的尺寸升高，材料产生塑性变形与流动，通精度。同时研究发现中间层材料、中过界面上的扩散及再结晶冶金反应而间层厚度、扩散连接时间对于接头的实现连接的一种固态焊接方法。
性能都有很大影响。
上海交通大学焊接工程研究所的北京航空制造工程研究所的张胜
杨军［２１］等人对ＧＨ４１６９镍基高温合金的［１８］
等人通过对Ｋ４０３合金采用新型镍基
摩擦焊进行了系统的研究，尤其是焊钎料３Ｐ１进行真空钎焊，得到了与基体接接头的动态再结晶过程、接头晶粒组织相似的钎焊接头，然后对接头微分布特征、接头的高温性能都进行了观组织及连接机制进行分析，对接头比较系统的研究。他们得到了组织、的高温力学性能进行测试，接头高温性能较好的焊接接头，试验发现焊接性能良好，１０００℃下的高温拉伸强度接头沿轴向焊合区附近有超细晶／细可以达到基体强度的９０％，高温持久晶的晶粒分布，晶粒组织为细小均匀强度可以达到基体强度的７０％以上。
的等轴晶，研究中还发现对接头进行北京航空材料研究院的潘辉［１９］
等时效处理后的焊接接头的高温持久性人采用钎焊技术对一级、二级镍基高能最好，其高温持久性能比直接时效温合金导向叶片进行修复，通过氟化处理的母材高温持久性能更优；研究物反应及机械方法去除叶片裂纹处的还发现变形温度、变形速度、材料性氧化膜后采用镶块和预填合金粉相结质、溶质原子、第二相析出物都对接合的工艺进行补钎焊，修复的叶片获头组织的动态再结晶过程有明显的影得了满意的性能。
响，研究中只发现亚动态再结晶晶粒哈尔滨工业大学的王刚等人［２０］对而没有静态再结晶晶粒，焊后的接头Ｋ４６５镍基高温合金进行真空电子束钎组织中得到细晶和超细晶组织。
焊研究，试验采用ＭＥＤＡＲＤ４５型真空西北工业大学的马铁军［２２］等人通电子束焊机对钎料周围进行加热钎焊。过对ＧＨ４１６９高温合金线性摩擦焊进行焊后分析了不同工艺参数对接头抗剪试验研究发现焊接接头的弯曲强度与强度的影响，研究发现在界面反应层焊合率成正线性关系，摩擦时间对于中生成５种产物：大量的镍基γ固溶体接头的断裂挠度有较大影响，并且焊和（γ′＋γ）共晶相，大量的富含钨接接头组织由超细晶区、细晶区及晶的Ｎｉ３Ｂ和ＣｒＢ相，以及少量的ＮｂＣ相；粒变形区组成，弯曲断口为韧性断口。
化合物相以细小的块状弥散分布在镍中国兵器工业第五九研究所的陈基固溶体中。同时发现随着束流和加大军［２３］等人采用惯性摩擦焊对镍基Ｋ４１８热时间的增加，接头抗剪强度呈现先
高温合金与４２ＣｒＭｏ进行焊接试验，获
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得了质量良好的焊接接头，Ｋ４１８侧含开展镍基高温合金先进的焊接修有少量非连续网状碳化物，焊接界面复技术的研究及应用，可以提高高温两侧硬度均匀过渡，接头抗拉强度高，合金焊接接头性能，延长焊接件的使接头性能优良。用寿命，提高焊接件的使用可靠性，２．４
其他焊接方法
能带来巨大的经济效益。由于镍基高ＴＩＧ熔－钎焊焊接电弧具有加热集温合金元素复杂，易形成裂纹等许多中、加热速度快、接头在高温停留时问题，目前的镍基高温合金所采用焊间短、热影响区的过热度低、母材金接技术都存在一定的缺陷，单独的焊属不易产生晶粒长大、焊缝成形美观、接工艺已经难以满足生产的需要，而变形量小、接头强度高和可以实现焊高性能航空发动机的研制对先进航空接过程自动化等优点。
高温结构材料的焊接技术将提出更高哈尔滨工业大学的宋建岭［２４］
等人的要求，目前尚有许多技术难题等待通过对镍基合金／不锈钢的ＴＩＧ熔－钎焊专业技术人员去研究解决。在今后的焊接进行了研究。他们采用试验母材研究中焊接技术人员需要开展像真空为镍基合金Ｉｎｃｏｎｅｌ６００和不锈钢１Ｃｒ１８－电子束钎焊（ＶＥＢＢ）、活性焊剂焊接Ｎｉ９Ｔｉ，试验获得了性能较好的焊接接技术（Ａ－ＴＩＧ焊）、瞬态液相扩散焊头，通过工艺参数分析得出采用铜基（ＴＬＰ）、线性摩擦焊技术、搅拌摩Ｓ２１１焊丝ＴＩＧ熔－钎焊镍基合金与不锈擦焊技术和高能束流焊接技术等先进钢理想的焊接工艺参数。
焊接技术的研究，这些先进焊接技术四川川化集团建筑安装公司的何的研究必将推进镍基高温合金的焊接峰［２５］等人，通过对高镍合金Ｃ２７６进行技术发展。未来的高性能航空发动机全氩弧焊，采用小焊接线能量、高频的性能要求焊接技术人员需要进一步引弧，短弧、快速焊工艺进行焊接，完善各种焊接工艺参数，开展高温合得到了性能良好的焊接接头，研究还金先进焊接技术的实用工艺研究。镍发现焊接过程中容易出现热裂纹、气基高温合金的焊接研究具有重要的理孔和夹杂等缺陷，因此施焊过程中要论和现实意义。
对坡口进行处理，氩气保护措施要良好。
参考文献
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［２６］王记兵，张振宇．高温合金ＧＨ４２０２波纹管管坯的制造［Ｊ］．施工与焊接，２００２（４）：１７￣１８．
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专题综TOPIC
焊接行业热点话题、重点方向的专题阐述与分析
SUMMARY
国内镍基高温合金的焊接研究现状
resentsituationaboutweldingresearchofnickel-basehigh-temperaturealloyathome
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前
言
山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室山东大学材料科学与工程学院
李亚江石
磊
夏春智
［摘要］航天工业中镍基高温合金焊接技术的发展和应用对于航空发动机制造有重要的支撑作用，开展镍基高温合金的焊接及修复技术的研究具有重要的战略意义。本文综述了目前镍基高温合金正在应用或研究的焊接及修复技术，并简要介绍航天工业中镍基高温合金焊接技术的发展现状。针对目前镍基高温合金所采用的电子束焊接、激光焊及激光熔覆技术、钎焊及扩散焊、摩擦焊等焊接技术做了介绍，这将有利于今后镍基高温合金焊接技术的进一步完善。
［关键词］镍基高温合金；高能束流焊接；钎焊与扩散焊；摩擦焊
是镍基高温合金，同时镍基高温合金还是目前航空发动机和工业燃汽轮机等热端部件的主要用材，在先进发动机中这种合金的重量占５０％以上［５］。
从高温合金的发展史来看，高温合金经历了变形高温合金、普通铸造高温合金、定向凝固高温合金、单晶高温合金４个阶段。其中镍基单晶高温合金作为目前制造先进航空发动机和燃汽轮机叶片的主要材料，世界各国都十分重视对镍基单晶高温合金的研制与开发应用［３－５］。
近年来，国内外研究者从焊接方法、工艺参数制定、焊后结合界面组织、接头使用性能评定等方面对镍基高温合金焊接做了大量研究，同时随
作者简介：李亚江（１９５４－），男，博士毕业于山东大学，所学专业：焊接，山东大学教授（博士生导师），从事异
种材料及特种焊接技术的教学与科研工作。
真空电子束钎焊、摩擦焊等各种先进的连接方法的研究进一步深入，对于镍基高温合金焊接技术的发展及应用，以及高温合金连接理论的研究具有重要的意义。
高温合金是航空发动机的关键材料，而镍基及镍铁基高温合金是目前高温合金结构材料的重要组成部分，镍基高温合金由于具有优异的耐热性及耐腐蚀性，被称之为“航空发动机的心脏”，具有组织稳定、工作温度高、合金化能力强等特点［２］，目前已成为航空航天、军工、舰艇燃气机、火箭发动机所必须的重要金属材料，同时在高温化学、原子能工业及地面涡轮等领域得到了广泛的应用［３－４］。据统计，在国外一些先进的飞机发动机中，高温合金的用量已达发动机重量的５５％￣６０％。用于制造涡轮叶片的材料主要
［１］
２研究现状
镍基高温合金目前广泛研究的焊
接方法有氩弧焊、电子束焊接、钎焊与扩散焊等焊接技术，但是由于镍基高温合金中加入了固溶强化元素Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌ等，此外，合金中还含有微量元素Ｓ、Ｐ、Ｃ、Ｂ等，这些元素会增大裂纹敏感性，从而造成弥合裂纹、焊后焊缝易形成组织偏析、析出脆性相以及其他缺陷均容易导致焊接接头力学性能及高温持久性下降。２．１
高能束流焊接
［６］
着电子束焊接、激光焊及激光熔覆技术、真空扩散焊、瞬间液相扩散连接、
现代焊接２０１０年第７期总第９１期Ｊ－１
高能束流焊接技术是一种利用激金进行了研究，他们采用电子束表面光束、电子束、等离子弧等高能量密熔凝处理方法研究了电子束表面熔凝度的束流作为加工热源，对材料或构处理Ｍ３８Ｇ高温合金熔凝层组织和熔凝件进行焊接、熔覆的焊接技术［７］。层组织对高温氧化的影响，研究发现：２．１．１
电子束焊接（ＥＷＢ）①电子束表面超快速熔凝处理作为表电子束焊接不仅是一种柔性很好面改性的新方法可用于材料表面的快的工艺方法，而且可以防止熔化金属速凝固处理，使材料表面熔凝层晶粒受到氧、氮等有害气体的污染，并且组织细化；②电子束表面熔凝处理试有利于焊缝金属的除气和净化，焊缝样经高温氧化试验测试，表面熔凝层化学成分纯净，焊接接头强度高、质具有较好的抗高温氧化能力；③熔凝量好，所以在发动机制造领域中得到层的晶粒细化和细小的氧化膜有利于了广泛的应用，极大地改善了航空发释放氧化膜应力，使氧化膜不易剥落。动机的性能和使用寿命［８］。高真空电子２．１．２
激光焊及激光熔覆
束焊具有能量密度高、保护条件好、激光焊具有加热集中、热输入量控制方便等特点，能够实现难熔金属、低、热影响区窄、焊后变形小、适于活性金属、耐热合金和精密合金等的焊接难熔及热敏感性强的金属，是当焊接，因此镍基高温合金的电子束焊今先进的制造技术之一；激光熔覆技接，特别是真空电子束焊接也是近期术是一种先进的复合材料加工技术，研究的热点。
具有热输入量控制准确、焊接速度高、清华大学张海泉［９］等人通过对ＧＨ冷却速度快、热畸变小、可控性好、４１３３镍基高温合金进行真空电子束焊可以获得组织致密、性能优越的堆敷接，焊后利用金相分析和扫描电镜对熔焊层，能够节省高性能的材料，在焊接热影响区微裂纹行为分析，发现航空航天修复中有着广泛的应用。
镍基高温合金电子束焊接接头具有较华中科技大学的熊建钢［１１］等人研大的裂纹敏感性，接头中的微裂纹都究了镍基高温合金ＧＨ１４０的激光焊接，发生于熔合线附近的热影响区，而焊获得深宽比较大、组织细密、热影响缝中未发现微裂纹，但有部分热影响区非常窄的焊缝，并且分析了主要工区微裂纹穿过熔合线透入焊缝，大量艺参数对焊缝形状的影响及接头的显微裂纹在熔合线附近的粗晶晶界形核微组织特征和显微硬度变化，在焊缝并扩展１￣２个晶界距离。同时张海泉等及热影响区中没有发现裂纹等焊接缺人的研究还发现热影响区微裂纹分布陷。
特征与熔合区形状和焊接线能量有着清华大学的孙鸿卿等人［１２］对定向密切的关系，通过改善焊缝成形和减凝固镍基高温合金上激光熔覆Ｉｎｃｏｎｅｌ小焊接速度有助于减小两类热影响区７３８的裂纹敏感性问题进行了系统的研微裂纹倾向。
究，试验后采用光学显微镜和扫描电抚顺石油学院的胡传顺［１０］等人对镜进行显微组织的观察，利用能谱仪电子束表面凝固处理Ｍ３８Ｇ镍基高温合
分析熔覆层的成分，利用Ｘ射线衍射仪
２现代焊接２０１０年第７期总第９１期
进行物相分析，发现在定向凝固镍基高温合金基体上进行Ｉｎｃｏｎｅｌ７３８的激光熔覆的裂纹敏感性非常高，而且裂纹主要为在熔覆层与定向凝固基体交界处引发并生长的热裂纹，以及在多层熔覆过程中熔覆层内部产生的热裂纹；研究还发现激光熔覆Ｉｎｃｏｎｅｌ７３８过程中的热输入量决定裂纹敏感性，研究证明选择适当的制造工艺方法和激光熔覆工艺参数可以获得成形良好并且无裂纹的定向凝固组织。
北京航空航天大学的罗根香［１３］等人对Ｋ４１８合金激光熔覆进行了研究，通过对Ｋ４１８镍基高温合金表面制备了不同化学成分的Ｎｉ－Ｃｒ－Ｔｉ－Ａｌ涂层，并分析了不同成分涂层与基体合金的结合情况，发现Ｎｉ６６．１１Ｃｒ７．３５Ｔｉ１４．３９Ａｌ１２．１５熔覆涂层形成了ＴｉＡｌ合金与Ｋ４１８合金之间成分和性能的良好过渡，为实现ＴｉＡｌ合金／Ｋ４１８合金异种合金间的扩散连接提供了良好的组织基础，促进了ＴｉＡｌ合金／Ｋ４１８异种合金扩散连接研究。
清华大学的李晓莉［１４］等人在高温合金Ｋ４０３基体上进行激光熔覆试验研究，分析基体组织状态、熔覆层材料和熔覆工艺参数对熔覆层裂纹倾向的影响，发现激光熔覆时大多数裂纹是从基体侧形成后深入到熔覆层中，基体组织中缩松等铸造缺陷及晶界低熔点共晶的存在也是熔覆层开裂的重要原因，同时研究还发现通过加入适量的稀土氧化物有助于减少或消除裂纹，在基体上熔覆无Ｂ、Ｓｉ元素的合金更易消除熔覆层裂纹。
中国科学院金属腐蚀与防护国家重点实验室的郭文渊［１５］等人对Ｃ６ｙ、Ｋ２４和Ｋ１７三种镍基超合金的几种材料的
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Ｎｄ－ＹＡＧ激光熔敷涂层行为进行了试验研究，通过熔覆不同涂层使得这几种镍基超合金的裂纹敏感性得到大大改善，甚至抑制了基体上裂纹的产生，并使熔覆层与基材的界面处形成一白亮的熔合区，达到冶金结合。
华中科技大学武汉光电国家实验室的熊征［１６］等人对ＧＨ４１３３高温合金叶片上激光熔覆ｓｔｅｌｌｉｔｅＸ－４０合金的工艺的研究表明，通过优化激光功率、扫描速度和粉末厚度，可得到符合尺寸要求、熔深浅、界面结合完整的熔覆层，再经过时效处理能够让熔覆层与基体硬度基本相同从而保证了整体性能的均匀一致。２．２
钎焊与扩散焊
钎焊与扩散焊的发展以及新型高性能材料在航空发动机制造中的应用需求，使得镍基单晶高温合金焊接得到了发展。新型钎焊与过渡液相扩散焊技术具有基体材料不熔化，接头组织与基体相同，高温性能与基体相同或相近，零件整体均匀加热，焊后内应力和变形小，可以实现某些其他连接方法难以实现的复杂精细结构件的制造等一系列优点。
哈尔滨工业大学的张杰［１７］等人通过Ｋ５耐热合金与２Ｃｒ１２ＮｉＷＭｏＶ耐热钢的真空扩散连接，研究了焊接工艺参数及中间层厚度对接头组织与性能的影响规律，他们通过研究发现，扩散连接温度对接头的微观塑性变形、蠕变、扩散行为有很大的影响，耐热合金具有较高的高温强度，因此这两种材料扩散连接应选较高温度，但温度过高又会使焊接接头处产生较大塑性变形，而且在耐热高温合金上极易产
生裂纹，造成接头性能下降。由于焊增大再降低的趋势，钎焊接头断口呈接压力能够影响接头局部塑性变形，脆性断裂特征。改变被焊金属界面接触状况，消除界２．３
摩擦焊
面孔洞，以形成牢固的结合，从而影摩擦焊是在压力的作用下，通过响接头的性能，如果压力过大会造成摩擦待焊界面使得界面及其附近温度较大的塑性变形，影响焊接件的尺寸升高，材料产生塑性变形与流动，通精度。同时研究发现中间层材料、中过界面上的扩散及再结晶冶金反应而间层厚度、扩散连接时间对于接头的实现连接的一种固态焊接方法。
性能都有很大影响。
上海交通大学焊接工程研究所的北京航空制造工程研究所的张胜
杨军［２１］等人对ＧＨ４１６９镍基高温合金的［１８］
等人通过对Ｋ４０３合金采用新型镍基
摩擦焊进行了系统的研究，尤其是焊钎料３Ｐ１进行真空钎焊，得到了与基体接接头的动态再结晶过程、接头晶粒组织相似的钎焊接头，然后对接头微分布特征、接头的高温性能都进行了观组织及连接机制进行分析，对接头比较系统的研究。他们得到了组织、的高温力学性能进行测试，接头高温性能较好的焊接接头，试验发现焊接性能良好，１０００℃下的高温拉伸强度接头沿轴向焊合区附近有超细晶／细可以达到基体强度的９０％，高温持久晶的晶粒分布，晶粒组织为细小均匀强度可以达到基体强度的７０％以上。
的等轴晶，研究中还发现对接头进行北京航空材料研究院的潘辉［１９］
等时效处理后的焊接接头的高温持久性人采用钎焊技术对一级、二级镍基高能最好，其高温持久性能比直接时效温合金导向叶片进行修复，通过氟化处理的母材高温持久性能更优；研究物反应及机械方法去除叶片裂纹处的还发现变形温度、变形速度、材料性氧化膜后采用镶块和预填合金粉相结质、溶质原子、第二相析出物都对接合的工艺进行补钎焊，修复的叶片获头组织的动态再结晶过程有明显的影得了满意的性能。
响，研究中只发现亚动态再结晶晶粒哈尔滨工业大学的王刚等人［２０］对而没有静态再结晶晶粒，焊后的接头Ｋ４６５镍基高温合金进行真空电子束钎组织中得到细晶和超细晶组织。
焊研究，试验采用ＭＥＤＡＲＤ４５型真空西北工业大学的马铁军［２２］等人通电子束焊机对钎料周围进行加热钎焊。过对ＧＨ４１６９高温合金线性摩擦焊进行焊后分析了不同工艺参数对接头抗剪试验研究发现焊接接头的弯曲强度与强度的影响，研究发现在界面反应层焊合率成正线性关系，摩擦时间对于中生成５种产物：大量的镍基γ固溶体接头的断裂挠度有较大影响，并且焊和（γ′＋γ）共晶相，大量的富含钨接接头组织由超细晶区、细晶区及晶的Ｎｉ３Ｂ和ＣｒＢ相，以及少量的ＮｂＣ相；粒变形区组成，弯曲断口为韧性断口。
化合物相以细小的块状弥散分布在镍中国兵器工业第五九研究所的陈基固溶体中。同时发现随着束流和加大军［２３］等人采用惯性摩擦焊对镍基Ｋ４１８热时间的增加，接头抗剪强度呈现先
高温合金与４２ＣｒＭｏ进行焊接试验，获
现代焊接２０１０年第７期总第９１期Ｊ－３
得了质量良好的焊接接头，Ｋ４１８侧含开展镍基高温合金先进的焊接修有少量非连续网状碳化物，焊接界面复技术的研究及应用，可以提高高温两侧硬度均匀过渡，接头抗拉强度高，合金焊接接头性能，延长焊接件的使接头性能优良。用寿命，提高焊接件的使用可靠性，２．４
其他焊接方法
能带来巨大的经济效益。由于镍基高ＴＩＧ熔－钎焊焊接电弧具有加热集温合金元素复杂，易形成裂纹等许多中、加热速度快、接头在高温停留时问题，目前的镍基高温合金所采用焊间短、热影响区的过热度低、母材金接技术都存在一定的缺陷，单独的焊属不易产生晶粒长大、焊缝成形美观、接工艺已经难以满足生产的需要，而变形量小、接头强度高和可以实现焊高性能航空发动机的研制对先进航空接过程自动化等优点。
高温结构材料的焊接技术将提出更高哈尔滨工业大学的宋建岭［２４］
等人的要求，目前尚有许多技术难题等待通过对镍基合金／不锈钢的ＴＩＧ熔－钎焊专业技术人员去研究解决。在今后的焊接进行了研究。他们采用试验母材研究中焊接技术人员需要开展像真空为镍基合金Ｉｎｃｏｎｅｌ６００和不锈钢１Ｃｒ１８－电子束钎焊（ＶＥＢＢ）、活性焊剂焊接Ｎｉ９Ｔｉ，试验获得了性能较好的焊接接技术（Ａ－ＴＩＧ焊）、瞬态液相扩散焊头，通过工艺参数分析得出采用铜基（ＴＬＰ）、线性摩擦焊技术、搅拌摩Ｓ２１１焊丝ＴＩＧ熔－钎焊镍基合金与不锈擦焊技术和高能束流焊接技术等先进钢理想的焊接工艺参数。
焊接技术的研究，这些先进焊接技术四川川化集团建筑安装公司的何的研究必将推进镍基高温合金的焊接峰［２５］等人，通过对高镍合金Ｃ２７６进行技术发展。未来的高性能航空发动机全氩弧焊，采用小焊接线能量、高频的性能要求焊接技术人员需要进一步引弧，短弧、快速焊工艺进行焊接，完善各种焊接工艺参数，开展高温合得到了性能良好的焊接接头，研究还金先进焊接技术的实用工艺研究。镍发现焊接过程中容易出现热裂纹、气基高温合金的焊接研究具有重要的理孔和夹杂等缺陷，因此施焊过程中要论和现实意义。
对坡口进行处理，氩气保护措施要良好。
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