本文对异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接工艺进行了研究，试验发现，焊接时序对镍基焊缝收弧部位弧坑裂纹的出现具有重要影响，通过调整焊接时序，改进焊接电源控制系统，消除了弧坑裂纹，获得了成形良好的合格焊缝，固化了异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接规范及焊接时序。
异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接工艺研究
◎李新华◎
引言
按照RCC-M、ASME标准设计的反应堆压力容器一般在低合金管端采用镍基合金焊材堆焊隔离层，再与不锈钢安全端焊接。将不锈钢直接焊与碳钢，热膨胀系数（CTE）的差别能导致碳钢热影响区在高温下长期运行后疲劳和蠕变破坏。镍基焊缝抗高温蠕变和抗热疲劳性能使其大量应用在核电容器、管道的异种钢焊接。本文通过异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接工艺试验，提出了合理的焊接规范及控制时序，解决了镍基自动焊接收弧裂纹问题，可用于指导镍基自动焊接工艺的制定。
从图6的响应面图可知本实验的模型存在最大值，依据模型拟合结果，百香果酸奶发酵的最佳工艺为：果汁添加量5.51%，白糖添加量7.35%，发酵温度42.67℃，百香果酸奶的感官评分预测值为93.9705。为便于操作，修订发酵工艺参数为：果汁添加量5.5%，白糖添加量7.4%，发酵温度42.7℃。在此条件下，百香果酸奶的感官评分达到94.33分，与预测值接近。
一、焊接试件制作
低合金钢侧母材选用16MND5，不锈钢侧母材选用Z2CND18-12，选用ERNiCrFe-7焊丝作为填充金属制作异种钢管对接试件，焊丝规格φ0.9mm。
图1 异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接试件
二、工艺研究
试件加工后坡口进行100%PT探伤合格，正式焊接前，坡口内手工氩弧点焊3-4处装配固定，然后进行全位置自动TIG焊接。
1.单面焊双面成形试验。
以稀释10倍的mtDNA为模板，采用大豆细胞核、叶绿体和线粒体基因组特异性引物进行PCR扩增，验证其是否存在核基因组DNA和叶绿体DNA的污染。PCR反应体系为：模板DNA 2 μL，上、下游引物各1 μL，2 × Es Taq Master Mix 12.5 μL，ddH2O 8.5 μL。PCR反应条件为：94℃ 预变性4 min；94℃ 变性30 s，53℃ 退火30 s，72℃ 延伸30 s，共30个循环；72℃ 延伸 8 min。
表1 异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接打底焊接规范
2.镍基焊缝弧坑裂纹。
镍基材料因其较高的合金成分导致焊缝熔池冷却过程中偏析明显。镍基焊缝金属为全奥氏体，作为奥氏体凝固，并在室温下全是奥氏体的焊缝金属，由于凝固时的偏析以及液体薄膜对润湿奥氏体晶粒边界的倾向性，使镍基焊缝凝固过程中易出现开裂，具有较高的热裂倾向。
图2 镍基焊缝收弧焊缝成形
（a）收弧焊接时序改进前 （b）收弧焊接时序改进后
当采用大规范打底焊接时，首层焊道背面成形较宽，略有凹陷，适当减小打底焊接规范，可获得背面成形良好焊缝，打底焊接规范如表1。
焊接发现，焊道收弧处出现目视可见弧坑裂纹，如图2（a）所示。
通过观察弧坑裂纹部位焊缝成形，发现焊缝无渐变收弧特征。分析发现，焊接设备在收弧阶段进入电流下降后即停止送丝，导致收弧位置熔敷金属不饱满出现弧坑裂纹。为改善收弧阶段焊缝成形，避免弧坑裂纹，对收弧焊接时序进行了改进，在电源系统中增加“收弧阶段电流下降时间内送丝速度同步衰减”功能，成功避免了弧坑裂纹的出现。对收弧焊接时序改进后收弧焊缝成形如图2（b）所示。
1.2 网络口碑 网络口碑可以来源于厂商，也可以来源于消费者。而一般认为消费者是产生网络口碑的基础，这是因为与厂商相比，消费者数量众多，且分布在世界各地，他们可以自由地表达对品牌的态度和感受。因此，网络口碑的实质是潜在客户、实际客户对产品或品牌的任何正面或负面的陈述，这些陈述通过互联网提供给许多人和机构[13] 。
三、结语
通过焊接试件，调整焊接工艺参数，得出了异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接的最佳焊接规范和焊接控制时序，获得了背面焊缝成形良好、无收弧裂纹的焊缝，焊缝射线检测合格，力学性能合格。焊接规范见表2，焊接控制时序见表3。
表2 异种钢镍基焊缝全位置自动TIG焊接规范
表3 异种铁骨铮铮镍基焊缝全位置自动TIG焊接时序
◎作者简介： 李新华，男，31岁，东北大学材料学硕士，2012年至今从事核电压力容器焊接相关工作。工作内容涉及核电一回路主设备制造技术准备，生产服务，科研攻关等。
（作者单位：中国第一重型机械股份公司）
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