9Cr18MoGH3625异种合金燃油组件激光焊接头的组织分析
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0 前言
异种金属构件相比于单一金属构件可兼顾材料各自的优势，具有性能好，成本低等优点，在航空航天、电力及汽车制造等领域应用广泛[1,2]。某发动机燃油喷嘴组件由9Cr18Mo合金及GH3625合金焊接而成，其尺寸小，装配精度高，且内部设有精细复杂的燃油通道，在制造过程中对焊接的要求较高。9Cr18Mo合金为马氏体不锈钢，这种材料在空冷条件下会产生奥氏体向马氏体的转变，焊件的淬硬倾向高；GH3625合金为镍基高温合金，由于合金元素含量高，接头熔合区易出现热裂纹。这两种材料由于成分差异较大，焊接时合金元素扩散会在接头中形成界面过渡区，在9Cr18Mo合金侧，当焊接热输入小时，大的冷却速度会导致热影响区形成未经回火的马氏体淬硬组织，增加接头的冷裂纹敏感性[3]；而采用大的焊接热输入时，易在接头GH3625合金熔合线处形成热裂纹[4-6]。常规的焊接方法如TIG焊、MIG焊由于能量密度较低，无法满足燃油组件的尺寸精度要求。电子束焊接和激光焊能量密度高，焊后变形小，但电子束焊接的成本高，相对效率低。
苏穆武用嘴努努苏越，苏越捅捅徐芬，徐芬急了：爸不是让你说吗？你捅我干啥？苏越无
奈，咳嗽了一声，说：婷婷，不是哥干涉你，这找个洋人嘛，确实不合适，比如说这双方的生活习惯——苏婷婷说：我们已经习惯了。苏越不说话了，再次捅捅徐芬，徐芬只好接着道：其实爸妈让我们劝你，你应该理解。爸妈都这么大岁数了，怕你嫁给洋人，以后出了国看不见闺女。苏婷婷说：杰克已经答应了，婚后定居中国。
激光焊热输入小，可焊接对热输入敏感的材料，Xu P.等[7-9]采用激光焊对异种钢进行焊接，在合适的焊接参数条件下，均可获得成形及性能良好的异种合金接头。相比于其他焊接方法，其功率密度高，焊接速度快，熔池尺寸小，焊接热影响区小，适合于燃油组件这类小尺寸精密零件的焊接。我要长大
采用脉冲激光焊对9Cr18Mo/GH3625异种合金燃油组件进行焊接，观察了激光焊接头中各区域中显微组织形貌，测量了接头的显微硬度分布，旨在为燃油组件的激光焊工艺制定提供理论和实践依据。
1 试验材料与方法
图1为燃油组件结构示意图，该组件由9Cr18Mo合金喷口与GH3625合金堵头组成，接头形
式为带锁底的封闭环焊缝。焊接时不添加填充材料，喷口及堵头材料的化学成分见表1。焊接采用的脉冲激光焊机牌号为HGL-LWY400EX，焊接参数为: 脉冲宽度15 ms，脉冲频率3 Hz，脉冲能量27 J，焊接速度30 mm/min，离焦量4 mm，焦距100 mm，氩气的流量5.5 L/min。封闭环焊缝采用两段对称焊，图2为焊接路径图，焊接时先在A，B两点定位焊，然后分别以路径1和路径2焊接，两道焊缝的重叠区域在定位焊点处。
“凡事预则立，不预则废”，在建筑施工阶段，施工单位的技术人员需要把握整体布局，进行科学合理规划，结合实际智能系统的使用需求，仔细分析潜在的影响因素。例如，在智能建筑系统施工过程中，应提前对智能系统使用过程中可能出现的问题做好防备措施，并对工程完成情况进行验收，保证每一道工序的质量，此外，应安全保存工程每个过程的检查和验收数据，在相关管理人员确认签字后，施工技术人员才能进行下一道工序的施工，将整个过程的监管工作落到实处。工程施工过程中不能违反施工规律，应确保建筑的稳定性和便捷性，减少施工投资，提高经济效益。
表1 母材化学成分表[10](质量分数，%)
母材NiCCrMoNbFeMnAlTiS/P状态GH3625余量≤0.120～238～103.15～4.15≤5≤0.5≤0.4≤
0.4≤0.015固溶态9Cr18Mo≤0.60.95～1.116～180.4～0.7—余量0.4～0.7≤0.4—≤0.030调质态沉重的什么
图1 燃油组件结构示意图
图2 焊接路径示意图
为检查焊缝和两定位焊点处的焊缝成形，焊后沿图2中M-M截面和N-N截面切开制备金相试样，9Cr18Mo合金用体积分数为30%的硝酸酒精溶液腐蚀20～25 s；焊缝和GH3625合金用电解腐蚀，电解的设备为KXN-3020D直流电源，电解液为质量分数为10%的草酸溶液，阴极材料为304奥氏体不锈钢，腐蚀电压为6 V，焊缝的腐蚀时间为8～10 s，GH3625合金的腐蚀时间为15～20 s。用Carl Zeiss AxioScope A1型金相显微镜观察和分析焊接接头不同区域的显微组织。用QNESS A10+硬度计测量接头显微硬度分布，测试载荷为100 g。用Nova NanoSEM 450型扫描电镜及自带的能谱仪观察接头显微组织、分析接头元素分布。
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2 结果与讨论
2.1 焊缝成形
地锅鸡做法图3为激光焊得到的焊缝表面形貌，可见焊缝表面成形良好，宽度均匀，表面余高一致。图4为焊缝横截面形貌，图4a为焊缝M-M横截面，可见无明显缺陷，焊缝金属形貌呈明显的分层，如图中标示的Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三层。图4b为焊缝N-N横截面，即定位焊点处。对比图4a与图4b可见，N-N截面处焊缝截面积较M-M截面大，M-M截面处焊缝显微组织的分层现象较N-N截面明显。这可能是由于脉冲激光焊的断续加热，使焊缝区金属的凝固受间隙的脉冲热源影响呈周期性结晶，导致焊缝M-M截面呈现出组织分层。焊缝N-N截面为定位焊点处，该处经历了焊接的二次加热，焊接热输入较焊缝M-M截面处大，使其焊缝横截面积更大，多次加热使焊缝组织的分层不明显。
图3 焊缝表面形貌
图4 不同位置焊缝横截面形貌
图4b中，定位焊点处有裂纹，裂纹位于焊缝根部并向上方扩展。焊缝有气孔，焊缝底部的气孔尺寸较大而焊缝中上部的气孔尺寸较小。图5为图4b中焊缝根部裂纹的放大图，可见该裂纹两侧晶粒形状完整，裂纹沿晶界扩展，呈明显的结晶裂纹特征。由于定位焊点处经历了二次焊接加热，焊缝根部应力集中较大，第一次加热时，焊缝相对凝固速度较快，加
水知道上两种高温合金中合金元素含量较多，形成了方向性较强的奥氏体组织；当进行第二次加热时，焊缝的收缩应力增大，促使其在定位焊点处的根部形成开裂。定位焊点处的气孔是因为定位焊时，该处的液态金属凝固速度较快，溶解在液态金属中的气体来不及逸出所致。iphone怎么截图
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图5 引(收)弧区焊缝根部裂纹放大图
2.2 焊缝的显微组织
图6为图4a中a、b区域即焊缝两侧熔合线附近显微组织，图6a为焊缝GH3625合金侧显微组织，该区域显微组织以方向性强的柱状晶为主，部分晶粒尺寸较大；图6b为9Cr18Mo合金侧焊缝的显微组织，该区域组织主要为柱状晶，对比图6a，图6b中晶粒尺寸更小。GH3625合金为Ni基高温合金，焊缝金属中Ni元素含量较高，焊缝金属凝固时初生相为奥氏体组织，然后在枝晶间析出铁素体；由于在熔合线母材上形核所需的形核能低，焊缝金属首先在熔合线上未熔化的晶粒上形核。激光焊热输入小，冷却速度大，大的温度梯度使晶粒以柱状晶方式向焊缝中心方向生长；相比于GH3625合金，9Cr18Mo合金的热导率更高，9Cr18Mo合金侧焊缝的冷却速度较快，晶粒来不及长大，使得焊缝9Cr18Mo合金侧晶粒尺寸较9Cr18Mo合金侧更小。
图7为图4a中c区域即焊缝中部显微组织，可见该区域组织为等轴晶，晶粒尺寸在图中有突变，呈现明显的分层，Ⅰ区域内晶粒尺寸较Ⅱ区域小。焊缝中部区域温度梯度较小，加之液相中成分过冷的存在，使得液态金属大量形核生成的新晶粒，由于四周不受阻碍，自由生长，形成了大量的等轴晶。焊缝Ⅰ区域是靠近焊缝表面焊缝区最后凝固的区域，该区域冷却
速度较Ⅱ区域更快，因此出现比区域Ⅱ更为细小的等轴晶。焊缝区各层之间晶粒形貌和大小的差异使焊缝呈现分层形貌。
图6 熔合线附近焊缝区显微组织
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图7 焊缝区中部显微组织
2.3 热影响区显微组织
图8为9Cr18Mo合金侧热影响区显微组织，图8a为9Cr18Mo合金显微组织，可见其显微组织为回火马氏体+碳化物(MC)，碳化物沿材料轧制方向分布，按形态可分为体积较大的块状碳化物及体积较小的颗粒状碳化物。图8b为接头9Cr18Mo合金侧热影响区显微组织，该区晶粒较母材发生了长大，其组织形貌存在差异可将热影响区分为靠近焊缝的A区和远离焊缝的B区，图9为图8b中区域1的放大图，即热影响区A区和B区的显微组织图，对比母材，A区和B区内的碳化物均减少，但A区内碳化物的减少更明显，在热影响区B区内，能观察到两种碳化物同时存在，但在热影响区A区只能观察到尺寸较小的颗粒状碳化物。
