乔建毅 叶亮 刘远彬 杨小杰 张国迅

摘要：对Inconel 690传热管材进行钨极气体保护焊（GTAW）对接焊，采用拉伸试验机、压扁试验机和光学显微镜测试和分析传热管焊接接头，同时利用ANSYS软件开展焊接接头在设计工况失压时的一次应力强度校核。研究结果表明：焊缝中心为树枝胞状晶，熔合线附近为粗大柱状晶。室温时接头的平均抗拉强度为619 MPa，平均屈服强度为292 MPa，350 ℃时接头平均抗拉强度为475 MPa，平均屈服强度为206 MPa，拉伸接头断裂从熔合区开始贯穿整个焊缝组织，呈塑性断裂。压扁试驗和反向压扁试验结果表明管接头完好。通过ANSYS分析可知，设计工况下传热管接头350 ℃许用应力强度150 MPa限值可满足其一次应力强度要求，且裕量较大。

关键词：Inconel 690镍基合金;GTAW;焊接接头;一次应力强度;塑性断裂

中图分类号：TG422      文献标志码：A          文章编号：1001-2003（2021）03-0089-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.03.16

0    前言

Inconel 690镍基合金具有显著的抗氧化、耐腐蚀性能，广泛应用于耐腐蚀关键部件。但是在实际焊接过程中，由于其电阻率较高、线膨胀系数大、导热率低，焊接接头中会产生较大的焊接应力，容易产生焊接变形，同时镍属于单相组织，焊接时容易产生焊接热裂纹、焊接气孔、夹渣、晶间腐蚀等焊接缺陷，Inconel 690镍基合金焊接难度极大。掌握Inconel 690镍基合金材料特性和焊接特点对于其焊接是非常必要的[1]。

由于690合金材料成分处于应力腐蚀开裂免疫区，所以目前全世界各国核电站都相继采用其作为蒸发器耐腐蚀材料，其应用已较为成熟，例如：我国的大亚湾核电站/岭澳核电站和秦山二期核电站的蒸汽发生器传热管材料采用了690合金;法国FRMATOME已在新的设计中采用690合金代替600合金作为耐蚀材料[2]。……