第26卷 第12期2005年12月焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONVol.26 No.12December 2005
T91钢TIG+MIG焊接接头性能及组织
常铁军1， 龚正春2， 李子峰1， 王长柏1
（1.哈尔滨工程大学机电学院，哈尔滨 150001；2.哈尔滨 锅炉厂有限责任公司，哈尔滨 150046）
摘 要：对采用TIG+MIG焊的T91钢焊接接头进行了力学性能、持久强度和高温时效试验，并对T91钢TIG+MIG焊接接头的显微组织及断口的断裂特征进行了观察和分析。结果表明，T91钢TIG+MIG焊接接头的韧脆转变温度（FATT）为-13℃，625℃17958h高温持久试验为70MPa，外推105h高温持久强度为46.48MPa。焊接接头的高温性能取决于其组织的变化，以M23C6为主的合金碳化物对持久强度起了重要作用。关键词：T91钢；韧脆转变温度；显微组织；持久强度中图分类号：TG401 文献标识码：A 文章编号：0253-360X（2005）12-59-
04常铁军
0 序 言
改进型9Cr1Mo钢是美国橡树岭国家实验室
（ORNL）和美国燃烧工程公司（CE）于1976年共同
研究开发的综合性能优良的动力工程锅炉用耐热
钢。在随后的1977～1984年间，橡树岭国家实验
室、燃烧工程公司、法国Vallourec公司先后分别或
联合对改进型9Cr1Mo钢进行了大量试验研究。因
此1983年ASTM将改进型9Cr1Mo钢列入SA2l3标
准，钢号为T91；1984年ASME将其列入SA335标
准，钢号为P91，并规定T91和P91钢可用于动力锅
炉的压力管道及集气管［1，2］。
20世纪90年代初国内开始研制和生产T91钢
管，并列入国家标准GB5310-1995《高压锅炉用无
缝钢管》，钢号为10Cr9Mo1VNb［3］。T91钢系马氏
体耐热钢，焊接性较差，焊接中要重点防止冷裂纹及
6061铝合金MIG焊接头组织性能分析
6061铝合金是一种常见的铝合金材料，具有优良的机械性能和耐腐蚀性能，常用于航空航天、汽车制造、建筑和电子等领域。在实际工程中，常常需要对6061铝合金进行MIG焊接来实现零部件的连接和修复。焊接接头的组织性能对焊缝的性能和使用寿命至关重要，在焊接过程中需要严格控制焊接参数和工艺条件，以获得较好的焊接接头质量。
6061铝合金的MIG焊接接头主要包括母材区、热影响区和焊缝区。母材区是未受热影响的铝合金基体，其组织主要由等轴晶粒和析出相组成，具有较好的强度和塑性。热影响区是焊接接头中受到焊接热源影响的区域，其组织通常会发生变化，出现晶粒长大、析出相消耗和固溶元素富集等现象。焊缝区是焊接过程中熔化的铝合金，其组织取决于焊接参数和工艺条件，主要由铝基固溶体和析出相组成。
6061铝合金的MIG焊接接头组织性能受到很多因素的影响，包括焊接参数、焊接材料、气体保护和焊接工艺等。在选择焊接参数时，需要考虑焊接电流、焊接电压、焊接速度和气体流量等因素，以保证焊接接头的质量和性能。焊接材料的选择也很重要，一般选用与母材相似的铝合金焊丝或焊条，以确保焊接接头的相容性和成形性。气体保护是保证焊接接头质量的关键，常用的保护气体包括纯氩气和氩氧混合气体，能够有效防止氧化和氮化等缺陷的产生。
在实际焊接过程中，需要对焊接接头的组织性能进行详细分析和评价，通过金相显微镜观察接头的金相组织，测量晶粒大小、析出相尺寸和相分布等参数。通过扫描电镜、X射线衍射分析和硬度测试等手段，进一步研究接头的微观结构和力学性能，评估焊接接头的质量和可靠性。 总的来说，6061铝合金的MIG焊接接头组织性能分析是实现高质量焊接的关键一步，需要对焊接参数、焊接材料、气体保护和焊接工艺等因素进行全面评估，保证焊接接头的组织均匀、强度高、硬度适中，以满足工程要求和使用环境的需求。通过不断的实验研究和工程实践，不断优化焊接工艺，提高焊接接头的质量和性能，推动6061铝合金材料在各个领域的应用和发展。
铝合金焊接性能及焊接接头性能
摘要：在高铁、地铁列车的制造中，铝合金材料是列车车体的主要材料之一，然而由于铝合金材料在焊接性能、焊接接头性能方面仍存在一定的不足，经常会出现气孔、裂纹等缺陷，因此高铁、地铁列车铝合金车体的焊接施工质量仍然很难保证。本文对铝合金的焊接性能以及焊接接头性能进行了分析。
关键词：铝合金；焊接性能；焊接接头
前言
铝合金材料具有较强的化学活泼性及导热性，氧化膜密度则相对较低，这些特性使得铝合金在焊接过程中很容易出现问题，而要想对这些焊接问题进行有效处理，保证铝合金焊接质量，则需要明确铝合金焊接性能及其焊接接头性能，并在焊接过程中进行针对性地处理。
1铝合金焊接性能及焊接接头性能分析
1.1高温强度低
由于金属材料焊接通常都是在高温条件下进行，因此材料熔点对于焊接质量有着直接地影响，铝合金材料的熔点会因合金中纯铝含量不同而存在一定的差异，但通常都在600℃左右，这一熔点与铜等其他材料相对较高，但在进行高温焊接时，其强度与塑性却会迅速降低，这意味着焊接过程中铝合金材料很难支撑住液体金属，而焊缝也会因此而出现塌陷、烧穿等问题。
1.2膨胀系数高
铝合金材料的膨胀系数普遍较高，大多都能达到铜、钢的两倍或以上，而收缩性最高则在75%左右，这意味着在焊接过程中，高温的影响很容易使铝材料因热胀冷缩而出现变形，并发生结晶裂纹、液化裂纹等现象。另外，铝合金的导热性虽然比较高，但在高温影响下其内外部温度仍然会出现差异，温差的变化会使其内外部出现不同的膨胀，并产生较大的内应力，这同样是铝合金焊接容易出现热裂纹的主要原因。同样，焊接完成后，随着焊接接头处温度的不断降低，如果收缩量较大且冷却速度较快，那么其收缩变速率就会随之提高，并使铝合金焊接接头处出现应力-应变状态，而这同样是焊接处产生裂纹的主要原因之一。
影响焊接接头组织与性能的因素分析
1．材料的匹配
材料的匹配主要是指焊接材料（包括焊剂）的选用，焊接材料将直接
影响接头的组织和性能。通常情况下，焊缝金属的化学成分及力学性
能与母材相近。但考虑到铸态焊缝的特点和焊接应力的作用，焊缝的
晶粒比较粗大并有存在偏析，产生裂纹、气孔和夹渣等焊接缺陷的可
能性，因此常通过调整焊缝金属的化学成分以改善焊接接头的性能。
2. 指定母材和焊材时，焊接热输入量，焊接层数，道数，层间温度
都有影响。一般来说，热输入不要太大，焊接层数多一些，焊层偏薄
一些，热输入量是指热源功率与焊接速度之比。热输入量的大小，不
仅影响过热区晶粒粗大的程度，而且直接影响到焊接热影响区的宽
度。热输入量越大，则焊接接头高温停留时间越长，过热区越宽，过
热现象也越严重，晶粒也越粗大，因而塑性和韧性下降也越严重，甚
至会造成冷脆。因此，应尽量采用较小的热输入量，以减小过热区的
宽度，降低晶粒长大的程度。在低温钢焊接时尤为重要，应严格控制
热输入量，防止晶粒粗化而降低低温冲击韧性。
3要控制好焊接的层间温度，层间温度主要影响的是相变区间，也就
是说，不同的层间温度会造成不同的相变温度与相转变时间从而得到
不同比例的相组织。一般来说，层间温度过高,会使晶粒长大,强度指
标会偏低。低合金钢焊材的层间温度以控制在150℃±15℃为宜。
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 4另外每一焊道间一定要清理干净，见金属光泽。如果是不锈钢，还
应注意冷却速率，注意t-800/500区间不能停留太久。
5．熔合比
熔合比是指在焊缝金属中局部熔化的母材所占的比例。熔合比对焊缝
性能的影响与焊接材料和母材的化学成分有关。当焊接材料与母材的
化学成分基本相近且熔池保护良好时，熔合比对焊缝的熔合区的性能
没有明显的影响。当焊接材料与母材的化学成分不同时，如碳、合金
元素和硫、磷等杂质元素的含量不同，那么，在焊缝中紧邻熔合区的
