丁煜瀚， 唐 彬， 李 芳， 华学明， 沈 忱

（1. 上海交通大学 上海市激光制造及材料表面改性重点实验室， 上海 200240；2. 上海电力股份有限公司吴泾热电厂， 上海 200241；3. 上海吴泾电力工程有限责任公司， 上海 200241）

0 前 言

T91 是在P91 耐热钢 （9Cr1MoVNb） 基础上添加微量合金元素并控制氮含量得到的新型耐热钢， 是一种蠕变增强马氏体铁素体钢[1-2]。T91 钢具有良好的力学性能和高温下稳定的微观组织结构， 是疲劳加载和蠕变暴露条件下最可靠的材料之一[3-4]。 此外， 其还具有较高的抗氧化性、 抗应力腐蚀开裂性和足够的断裂韧性。 这些优良的性能使T91 钢成为最通用的高温应用材料之一[5-8]。 目前广泛应用于亚临界和超临界核电站的再热器、 过热器集箱， 以及蒸汽管道中[9-10]。

在采用钨极氩弧焊 （GTAW） 时， 焊接的坡口和尺寸精度要求高， 同时， 接头的装配和定位焊接技术难度较高。 在预热200 ℃以下焊接时，采用手工钨极氩弧焊在接头的表面或内部都容易产生裂纹， 具有较大的冷裂倾向[11]。 而激光焊（LW） 可以获得高质量的接头强度和较大的深宽比， 焊接过程中不用采用多道成型， 焊接效率高。 Shanmugarajan 等[12]进行了9Cr-1Mo （P91）钢的激光焊接， 试验结果表明， 由于显微组织较细， 激光焊缝的室温冲击韧性优于母材。 同时，Shanmugarajan[13]对Cr-Mo-W-V-Nb 钢 的 激 光 焊接接头进行研究， 结果发现接头实现了良好的熔合和完全渗透， 没有出现焊接缺陷。 焊接接头中在细晶热影响区 （FGHAZ） 和基材 （BM）界面没有观察到明显的软化， 激光焊接接头在760 ℃保温3 h 后具有优良的室温和高温力学性能， 并且拉伸失效总是发生在母材， 远离焊缝和HAZ。……