工艺烧嘴是水煤浆加压气化领域的关键设备,所处工作环境恶劣,在高温下不仅要受到气化炉内固体、液体和气体的高速冲刷,还要受到腐蚀性介质腐蚀。因此工艺烧嘴一般采用在高温下具有良好的强度、耐蚀性和抗氧化的钴基合金或镍基合金制造。本文针对工艺烧嘴中冷却水盘管（材质为Inconel600）与烧嘴头部（材质为UMCo50）的异种合金焊接问题,采用正交试验设计法优化了TIG焊工艺参数,研究了超声振动振幅对显微组织及性能的影响,研究了UMCo50、ERNi Cr-3、GH188、ERNi Cr Co Mo-1四种不同成分焊丝对焊接接头组织及性能的影响。本论文所获得的结论不仅为UMCo50与Inconel600异种合金焊接工艺优化提供数据支持和理论依据,而且对工艺烧嘴使用寿命的延长及安全运行具有重要的实际价值。以焊缝成形质量、焊缝缺陷等级、焊缝硬度、焊接接头高温瞬时拉伸抗拉强度作为评价标准,以焊接电流、焊接速度、层间温度、气体流量、焊道层数作为优化因素进行了正交试验设计,优选出本试验条件下最佳的焊接工艺参数:焊接电流140A,焊接速度8cm/min,层间温度150℃,气体流量8L/min,焊道层数2层。验证试验结果表明,采用该参数对UMCo50与Inconel600异种合金单面焊双面成形良好,内部无缺陷。采用该工艺参数随焊施加超声振动,在0～20μm范围内随着超声振动振幅的增加,焊缝晶粒细化效果明显,显微硬度和冲击韧性增加,但耐热腐蚀性能下降。采用金相显微镜、扫描电镜及EDS等方法对四种焊丝施焊获得的焊接接头的微观组织进行分析,结果表明采用优化后的工艺参数施焊,四种焊丝都能够与母材实现良好的冶金结合。焊接接头的热影响区在母材UMCo50一侧的近缝区发生了再结晶,与母材的锻造组织相比,晶粒有明显细化;在母材Inconel600一侧近缝区晶粒因过热而长大。焊缝区都是晶粒较为粗大的铸造组织,晶粒内部有胞状晶和胞状树枝晶等亚结构。EDS分析结果表明,在焊缝两侧的熔合线附近,ERNi Cr Co Mo-1焊丝比其它三种焊丝元素过渡平缓。对四种焊丝施焊获得的焊缝进行X射线衍射测试分析结果表明,除了UMCo50焊丝的焊缝主要是钴基固溶体,没有第二相析出外,其它三种焊丝焊缝区都有第二相析出。GH188焊丝的焊缝为αCo（fcc）基体上分布Cr₂Ni₃、Fe₃Ni₂、Ti Co₃、Cr₄Ni₁₅W、Ni₁₇W₃等相;ERNi Cr Co Mo-1焊丝的基体相为Ni（fcc）,分布少量的Al_0.9Ni_4.22和Ni Cu。ERNi Cr-3焊丝的基体相为Ni（fcc）,其上分布少量的Cr₂Ni₃和Fe₃Ni₂等相。常温和高温力学性能测试结果表明,无论是在常温和高温（700℃）,GH188焊丝的焊缝强度都是最高的,其次是ERNi Cr Co Mo-1和UMCo50,ERNi Cr-3的强度最低。在冲击韧性上基本呈现强度越高的焊缝冲击韧性也越低的规律。这一方面是焊缝中Co含量的多寡对其常温和高温强度产生了明显的影响,其次是金属间化合物的析出影响了焊缝的力学性能。尽管焊丝为ERNi Cr-3时焊缝的常温及高温强度是四种焊丝中最低的,但在高温瞬时和持久拉伸载荷下,其强度仍高于母材Inconel600的强度。从焊接接头的承载能力上来说,ERNi Cr-3焊丝也是满足使用要求的。700℃的高温涂盐热腐蚀试验结果表明,焊丝为UMCo50与ERNi Cr-3时,主要发生氧化反应,耐热腐蚀性能良好,腐蚀速率较慢。而当焊丝为GH188和ERNi Cr Co Mo-1时发生氧化-硫化反应,腐蚀速率超过其它两种材料,耐热腐蚀性能较差。700℃下氧化增重试验结果表明,四种焊丝的焊缝抗氧化能力差别不大,其中以UMCo50为较好。