Inconel601H镍基合金在高温环境下具有较高的力学性能和良好的抗氧化性能,同时对于许多腐蚀介质具有良好的耐蚀性,在冶金、热处理、化工、环保等领域应用广泛。然而,由于其热物理性能如导热性能不良等使焊缝金属温度过高,导致焊缝晶粒十分粗大,而焊缝晶粒粗大直接影响焊接接头的力学性能。本课题采用在焊接过程中添加细化剂到熔池中的方法,研究Inconel601H镍基合金焊缝的晶粒细化效果。试验选取TiC、ZrC及VC作为细化剂,通过TIG焊将其过渡到焊缝中,研究细化剂的添加工艺。然后利用光学显微镜、SEM及EDS等试验设备观察并分析Inconel601H镍基合金焊缝微观组织和细化效果,研究细化剂对Inconel601H镍基合金焊缝微观组织的影响,并且探讨了细化剂对Inconel601H镍基合金焊缝晶粒的细化机理。研究结果表明:(1)Inconel601H镍基合金TIG焊时,TiC、Zr C及VC能够在焊接熔池中稳定存在,具备作为Inconel601H镍基合金焊缝晶粒细化剂的基本条件。(2)依靠焊接熔池自身的对流未能使细化剂粉末有效的在焊接熔池中均匀地分布。通过改进细化剂的添加工艺,可使得细化剂粉末在焊接熔池中较均匀的分布。添加细化剂的焊接接头成型良好,内部无裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷。(3)当TiC、ZrC及VC在焊缝均匀分布时,可使Inconel601H镍基合金焊缝组织细化,晶粒变小。(4)添加不同的细化剂对Inconel601H镍基合金焊缝的晶粒细化效果不同,细化能力由强到弱依次为VC、TiC及ZrC。(5)TiC、ZrC和VC细化Inconel601H镍基合金焊缝机理分为四个方面:一是细化剂对组织有显微激冷的作用,增大了形核的过冷度;二是细化剂表面凹凸不平,熔池形核可依附在细化剂凹面处形核,降低形核功,促进形核;三是细化剂还可作为熔池中的奥氏体的形核核心,促进奥氏体异质形核;四是分布于晶界上,起着阻碍晶粒长大的作用。上述四个机理共同作用,使得Inconel601H镍基合金焊缝柱状晶向等轴晶转变,并细化焊缝晶粒。