[发明专利]一种IN738镍基高温合金的焊接方法

权利要求书

1.一种IN738镍基高温合金的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）加工IN738镍基高温合金焊接工件的焊缝坡口；

采用V形坡口或I形坡口；V形坡口的坡口角度为60°~70°、顿边预留1mm；I形坡口间隙预留1~2mm，坡口表面光滑，光洁度要求3.2~6.3Ra，加工尺寸误差不应超过±0.5mm；

2）选用焊缝材料，并采用高频感应加热焊接方法进行焊接；焊缝材料选择经固溶处理的IN625镍基高温合金粉末或盘状焊丝，IN625镍基高温合金粉末的粒径范围为25~50μm，盘状焊丝直径为1.1~2.4mm；焊缝材料化学成分以及质量百分比含量要求具体是：C：≤0.1%；Co：≤1.0；Cr：20.0%~23.0%；Mo：8.0%~10.0%；Nb：3.15%~4.15%；Al：≤0.4%；Ti：0.4%；Fe：≤5.0%；Mn：≤0.5；Si：≤0.5%；S：≤0.015%；Cu≤0.07%；Ni：余量；

3）焊后热处理，采用感应加热热处理方法；所述的高频感应加热焊接方法具体包括焊接装配、焊前预热、通气保护、高频感应加热焊接、焊后热处理以及冷却过程；

焊接装配过程：装配前，采用丙酮或无水乙醇溶液超声波清洗焊接工件30~40min，去除工件表面油污；将待焊接的IN738镍基高温合金工件用工装夹具固定在硬焊台上，硬焊台安装在可视焊接腔室内，然后移动感应线圈，使感应线圈与待焊接工件同心，并保持感应线圈离工件表面有5~8 mm的空隙，且四周间隙相同；

焊前预热过程：感应线圈内通入变化的电流，使焊接工件加热到400~600℃，保温5~10min；保温结束后，迅速将IN625镍基高温合金粉末或焊丝置入焊缝；

通气保护过程：关闭焊接腔室，通入氮气、氦气、氩气或其混合气体，形成惰性保护气氛，所述的惰性保护气氛压力为100~250MPa，惰性保护气体流量为500~750mL/min；

高频感应加热焊接过程：调整感应线圈电流，设置电流为4.5~10A，维持10~25min，使焊缝中的IN625镍基高温合金粉末或焊丝充分熔化；

焊后热处理以及冷却过程：焊缝材料完全熔化后，调整感应线圈内电流，使焊接工件温度维持在650~900℃，保温时间为2~10h，随后空冷至室温，停止通入保护气体；

IN738镍基高温合金焊接工件的化学成分以及质量百分比含量要求具体是：C：0.15%~0.20%；Co：8.00%~9.00%；Cr：15.70%~16.30%；Mo：1.54%~2.00%；W：2.40%~2.80%；Ta：1.50%~2.00%；Nb：0.60%~1.10%；Al：3.20%~3.70%；Ti：3.20%~3.70%；Al+Ti：6.50%~7.20%；B：0.005%~0.015%；Zr：0.05%~0.15%；Fe：≤0.50%；Mn：≤0.20；Si：≤0.30%；S：≤0.015%；Ni：余量；经1120℃±10℃×2h/AC+850℃±10℃×24h/AC热处理；单片工件尺寸长度和宽度应不少于110mm和35mm，考虑到实际涡轮叶片的厚度，焊接工件厚度为3~5mm，焊缝附近焊接工件表面光洁，表面粗糙度Ra＞100 μm。

2.根据权利要求1所述的一种IN738镍基高温合金的焊接方法，其特征在于，所述的感应线圈直径为8~15mm，匝数为3~5圈。