1、CuCrZr/Inconel 625异种材质合金管激光焊接工艺与接头界面组织性能王徐建1，檀财旺2，何平1，范成磊3，郭迪舟1，董海义1(1.中国科学院高能物理研究所,北京,100049；2.哈尔滨工业大学(威海),威海,264209；3.哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨,150001)摘 要：对CuCrZr与Inconel 625异 种 材 料 合 金 管 进 行 激 光 对 焊 试 验，观 察 分 析 各 组 试 样 的 接 头 形 貌、微 观 组 织、化学 成 分 以 及 力 学 性 能 分 析，试 验 结 果 表 明，在1 100 1 300 W的 激 光 功 率，+
2、20 mm的 离 焦 量 以及14.5 mm/s的 焊接 速 度，20 L/min的99.9%Ar气 保 护 时 焊 缝 成 形 良 好，可 实现Inconel 625/CuCrZr管 的 全 位 置 焊 接，焊 缝 内 部 缺 陷较 少，但 随 着 焊 接 功 率 的 增 加 焊 缝 下 塌 现 象 明 显；Inconel 625/CuCrZr焊 缝 与 母 材 连 接 界 面 元 素 过 渡 明 显，由 于Ni元 素，Cu元 素 互 溶，在 焊 缝 内 部 主 要 以富Ni的Ni/Cu固 溶 体 存 在,在 激 光 焊 接 过 程中CuCrZr母 材 受 激 光 搅 拌作 用，有 部 分
3、铜 母 材 被“卷 入”焊 缝 内，待 工 件 冷 却 后 保 留 在 焊 缝 内 部；Inconel 625/CuCrZr管 激 光 焊 接 接 头 抗 拉 强度较高，晶粒粗大的CuCrZr的热影响区位置是主要断裂位置，断裂形式以韧性断裂为主.创新点：(1)对CuCrZr与Inconel 625异种材料合金管进行了激光焊接工艺试验.(2)分 析 了 不 同 焊 接 参 数下CuCrZr与Inconel 625异 种 材 料 合 金 管 激 光 焊 接 接 头 界 面 组 织 以 及 力 学 性 能，为HEPS加速器储存环真空盒异种材质合金管的焊接提供工艺指导以及理论依据.关键词：Incone
4、l625；CuCrZr；异种材料合金管；激光焊接；界面组织；接头性能中图分类号：TG457.6文献标识码：Adoi：10.12073/j.hjxb.202202040020序言为 进 一 步 满 足 国 家 重 大 战 略 与 基 础 科 学 研 究需 求，中 国 科 学 院 高 能 物 理 研 究 所 将 在 北 京 市 怀 柔区 建 设 一 台 高 性 能 的 第 四 代 同 步 辐 射 光 源 高 能同步辐射光源(high energy photon source,HEPS).HEPS是 国 家 重 大 科 技 基 础 设 施 建 设“十 三五”规 划 优 先 布 局 的 十 个 重 大
5、 科 技 基 础 设 施 之一，并 已 于 2017年 底 获 得 国 家 发 展 改 革 委 对HEPS项 目 建 议 书 的 批 复，HEPS正 式 立 项。高 能同 步 辐 射 光 源 的 设 计 指 标 超 过 了 目 前 世 界 上 正 在运 行 和 建 造 的 同 步 辐 射 装 置，HEPS建 成 后 将 成 为世 界 上 发 射 度 最 低、亮 度 最 高 的 同 步 辐 射 光 源，其设 计 亮 度 高 于 目 前 世 界 上 建 成 运 行、建 设 中 及 规 划中 的 其 他 同 步 辐 射 光 源 设 施。HEPS能 提 供 能 量 高达300 keV的 高 性能X射
6、线，具 备 建设90条 以 上高 性 能 光 束 线 站 的 容 量。HEPS能 对 微 观 结 构 从静 态 构 成 到 动 态 演 化，提 供 多 维 度、实 时、原 位 的 表征，解 析 物 质 结 构 生 成 及 其 演 化 的 全 周 期 全 过 程，从 而 推 动 材 料 科 学、化 学 工 程、能 源 环 境、生 物 医 学层 面 的 科 学 研 究，揭 示 微 观 物 质 结 构 生 成 演 化 的 机制，剖 析 微 观 物 质 构 成，为 物 质 调 控 提 供 基 础。建成后将是世界上亮度最高的同步辐射光源1-2.要 实 现 这 个 建 设 目 标，我 们 还 需 要 克
7、服 一 系 列 的技 术 问 题，HEPS采用CuCrZr材 料 以及Inconel 625作 为 快 校 正 磁 铁 内 部 薄 壁 真 空 盒 的 主 要 材 料，为 确保 快 校 正 磁 铁 内 部 真 空 盒 焊 接 接 口 性 能 的 稳 定 性，为 保 证 激 光 焊 接 后 真 空 盒 的 性 能，需 要对CuCrZr与Inconel 625薄 壁 管 件 进 行 激 光 对 接 试 验3-16。通过 焊 接 试 样 的 接 头 组 织 性 能 的 对 比 分 析 确 定 焊 接工 艺 以 及 焊 接 参 数 对 焊 缝 性 能 的 影 响，以 确 定 最 优的 焊 接 工 艺，为 高 能 同 步 辐 射 光 源 储 存 环 快 校 正 磁铁处真空盒的焊接提供理论依据。收稿日期：20220204基金项目：高 能 同 步 辐 射 光 源 国 家 重 大 科 技 基 础 设 施 项目(发 改 高 技【2017】2173号)；BEPCII积 分 亮 度 和 积 分 流 强 的 提 高(Y71G7110Y2).第44 卷 第6 期2023 年6 月焊 接 学 报TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTIONVol.44(6):35 40June 2023
