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      高功率光纖激光焊接技術首次應用于Ni-28W-6Cr合金
      材料來源:上光所           錄入時間:2023/8/2 23:17:58

      近期,中國科學院上海光學精密機械研究所激光智能制造技術研發中心研究員楊上陸團隊,在第四代反應堆-熔鹽堆結構材料Ni-28W-6Cr鎳基高溫合金激光焊接方面取得新進展。該研究首次將高功率光纖激光焊接技術應用于Ni-28W-6Cr合金,并利用高速攝像技術分析了該合金的激光焊接熱裂紋動態開裂行為特征,闡明了裂紋開裂機制。相關研究成果以Dynamic laser welding hot cracking behavior and mechanism of new structural material Ni-28W-6Cr alloy for molten salt reactor為題,發表在《材料研究與技術雜志》(Journal of Materials Research and Technology)上。

      Ni-28W-6Cr高溫鎳基合金是為我國新一代高溫熔鹽堆(>850℃)所設計的新型結構材料,具有優異的耐高溫和抗熔鹽腐蝕性能。而由于該合金較高的合金化水平,因而具有極高的焊接熱裂紋敏感性,這對焊接接頭和結構的服役安全構成了威脅。為提高Ni-28W-6Cr合金激光焊接質量,推動核能工程化應用,亟待開展Ni-28W-6Cr高溫鎳基合金激光焊接熱裂紋開裂行為和影響因素研究,通過闡明裂紋開裂機制,解決合金激光焊接熱裂問題。

      課題組利用萬瓦級激光加工單元,結合高速攝像技術,對Ni-28W-6Cr合金激光焊接熱裂紋的動態裂紋行為進行分析,獲得了熱裂紋類型、數量、尺寸、擴展行為特征與激光功率之間的關系;明確了熱裂紋萌生和擴展的影響因素(激光工藝參數、元素偏析、析出相和應力等),進而闡明了合金激光焊接熱裂紋開裂機制。該工作為調控Ni-28W-6Cr合金激光焊接熱裂紋,實現合金無缺陷激光焊接成形,推動新一代熔鹽堆建設奠定了基礎。

      研究工作得到國家自然科學基金青年科學基金項目和國家重點研發計劃的支持。

      (a)Ni-28W-6Cr合金激光焊接動態開裂行為,(b)Ni-28W-6Cr合金激光焊接熱裂紋顯微組織。

      Ni-28W-6Cr合金激光焊接熱裂紋EBSD分析結果:(a)凝固裂紋,(b)液化裂紋。

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