上海光机所在新型高温镍基合金激光焊接方面取得新进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所激光智能制造技术研发中心杨上陆研究员团队在高温熔盐用新型结构材料激光焊接方面取得新进展。研究团队首次采用高功率激光器，实现了镍基高温合金的无缺陷焊接成形，并对焊接接头显微组织及力学性能进行了系统评价。相关研究成果以“Laser welding of GH3539 alloy for molten salt reactor: processing optimization, microstructure and mechanical properties”为题发表于Materials Characterization。 

GH3539合金是我国自主研发的新型高温镍基合金，具有优异的高温机械和抗腐蚀性能，适用于超高温（≥850℃）熔盐环境。然而，较高的合金化导致该合金具有较高的焊接裂纹敏感性。为实现合金结构部件的高效高质激光焊接，团队利用光纤激光焊接技术，研究了不同焊接工艺参量对3mm板厚GH3539 合金焊接成形的影响，通过工艺优化抑制了焊接裂纹、气孔等缺陷的生成，首次实现GH3539 合金无缺陷焊接成形，在此基础上对焊接接头的显微组织和常温/高温力学性能进行了系统评价；并分析了激光焊接接头的拉伸断裂行为，阐明了合金激光焊接接头断裂模式。该工作为推动GH3539镍基高温合金激光焊接技术发展和合金的应用奠定了基础。 

图1.(a) GH3539激光焊接接头焊接截面；(b) GH3539合金微观组织；(c) GH3539合金激光焊接接头XRD结果；(d) GH3539合金激光焊接接头硬度分布; (e) 不同温度下母材及焊接接头的工程应力-应变曲线；(f) 不同温度下母材及焊接接头的平均延伸率

该工作得到国家自然科学基金青年基金、国家重点研发计划的支持。 

相关链接：https://doi.org/10.1016/j.matchar.2023.113266