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随着我国电站机组容量、规模和参数的不断提高,锅炉管道承受的蒸汽温度和压力不断增大,新型耐热钢的研发和相应焊接工艺成为制约电站发展的关键课题。采用传统的焊接方法,容易产生焊接变形以及焊接残余应力,瞬时液相扩散焊连接温度低,界面连接强度高,应用到电站锅炉管道的焊接具有很好的市场前景。本文介绍了电站三种常用钢管的TLP扩散连接,用新研制的FeNiCrSiB非晶箔作中间层,氩气保护,连接压力均为2MPa,连接工艺为:20/20钢,单温工艺,等温温度1200℃,等温时间3min;T91/T91钢,双温工艺,高温温度1260℃,加热0.5min,等温温度1230℃,等温时间3min;T91/12Cr2MoWVTiB钢,双温工艺,高温温度1260℃,加热1/3min,等温温度1250℃,等温时间3min。研究表明,等温温度和等温时间对TLP连接接头界面特征影响显著,上述好的工艺下降熔元素扩散比较充分,没有脆性相形成,随着温度升高,接头中心硬度明显下降。三种TLP连接接头的整体特征是:20/20钢连接界面比较明显,T91/T91钢连接界面模糊不清,而T91/12Cr2MoWVTiB异种钢的连接界面在T91一侧模糊不清,在12Cr2MoWVTiB钢一侧比较明显。界面特征不同的原因为:一是中间层与母材成分上的差异,二是降熔元素和主要合金元素扩散的充分性。根据三种TLP连接接头不同的界面特征,对电站钢管典型的TLP扩散连接界面进行了定义以及区域划分,TLP连接接头可分为接头中心区、接头扩散区、母材扩散区三部分。从试验角度研究了20钢管TLP扩散连接的动力学过程,推测出了连接过程的四个阶段。等温凝固时间10s时焊缝宽度达到最大,此时中间层熔化以及增宽已经完成;等温凝固时间60s时,界面变得平直,等温凝固阶段完成,随后进入接头的均匀化阶段。用EPMA测定了降熔元素的扩散过程,发现在等温凝固时间10s时,降熔元素B、Si的扩散已经很明显,而在10s到60s的等温凝固阶段,B、Si的扩散变化不大,到180s时,B、Si的扩散都比较充分。