SP2215奥氏体耐热钢具有耐高温、抗腐蚀及良好的综合力学性能,是目前世界上性能较好的超超临界发电机组用钢,具有良好的发展前景。采用传统熔化焊方法焊接时热输入大,接头产生的残余应力较高,在高温运行过程中易发生蠕变失效。瞬时液相扩散焊具有焊接温度低、焊接时间短、接头变形小、焊接质量高等优点,在SP2215耐热钢的焊接方面有较高的应用价值。在工业氩气保护下,采用Fe基、Ni基、Fe基+Ni基、Fe基+Ni基+Fe基,四种形式的非晶合金箔作为中间层对SP2215耐热钢进行瞬时液相扩散焊连接。利用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度计、电子万能力学试验机等设备,对焊接接头元素分布、显微组织、力学性能及微观断口形貌等进行分析。研究表明:采用Fe基、Ni基、Fe基+Ni基三种形式非晶合金箔作为中间层,获得的SP2215耐热钢扩散焊接头室温最大抗拉强度分别为:673 MPa、594 MPa、470 MPa,均远低于母材抗拉强度(780 MPa)。三种接头焊缝中心均存在夹杂物,且焊缝中心夹杂物处易产生微裂纹,使接头发生脆性断裂,导致焊接接头质量较差,不能获得合格的焊接接头;采用Fe基+Ni基+Fe基三层复合非晶合金箔作为中间层,在焊接温度为1245℃,焊接时间为240 s,焊接压力为6 MPa时,获得的接头为无焊缝组织,且中间层元素完全扩散进入母材并在接头上均匀分布。接头抗拉强度超过母材强度达到781 MPa,显微硬度为185 HV与母材相同,接头150°面弯曲及背弯曲试验均合格。因此,最佳工艺参数下获得的接头显微组织及力学性能均能满足焊接质量要求,采用Fe基+Ni基+Fe基三层复合中间层,实现了SP2215耐热钢的瞬时液相扩散连接。影响焊接接头质量的因素分为焊前准备、中间层的选择及焊接工艺参数的确定。中间层不合适时,即使调整工艺参数,焊接接头质量仍然不能满足要求;只有当中间层合适时,通过调整工艺参数,才能获得合格的焊接接头。焊接工艺参数的确定较为复杂,对焊接接头质量的影响显著性依次为:焊接温度、焊接压力、焊接时间。因此,为了获得焊接质量合格的焊接接头,避免焊缝中出现气孔、夹杂、脆性相、错边等缺陷,焊接前后需要严格控制各影响因素。