进行铱坩埚回收过程

铱可通过多种方法焊接，某些铱合金也是如此。焊接铱及其合金的应用包括制造火花塞电极、核燃料容器和用于晶体生长的坩埚。电弧焊0.63毫米厚的铱金属在氦气气氛中进行，使用直径为3.2毫米的钍钨电极，弧隙为1毫米，焊接速度为5毫米s-1和41ADC的直流电流（37）。沿中心线的焊缝金属显示出不利的微观结构，单晶粒延伸穿过焊缝厚度。随着焊接电流的相应增加。

焊接速度的增加会减小沿中心线的晶粒尺寸。通过磁偏转使电弧在焊缝中心线上发生振荡，相当于频率为6.25Hz的方波，产生了沿焊缝中心线具有更小和更多等轴晶粒的微观结构。焊接含有60浓度Th的DOP-26铱合金需要对这些方法进行一些修改(38)。发现该合金在焊接过程中更容易出现热裂纹，这种现象与凝固过程中的晶界分离有关。使用了83A的焊接电流，并通过使用较长的初始和最终锥度以及较短的电弧长度来最大限度地减少热裂纹。使用四极振荡器的电弧偏转倾向于进一步减少热裂纹并在焊缝中产生较小的平均晶粒尺寸（39）。

焊缝中的晶粒取向和晶粒尺寸与熔池形状从泪珠形变为椭圆形的变化有关（40）。在923K的测试中测得，这种具有四极振荡的晶粒结构改进导致拉伸伸长率从4%增加到14%。焊缝宽度对DOP-26合金的影响在类似条件下以12.5毫米s-1的焊接速度进行研究，电流调整为3.7毫米或2.5毫米的焊缝宽度（41）。窄焊缝表现出更细的晶粒尺寸，拉伸冲击伸长率是较宽焊道的两倍多（在5000s-1下测量）温度为1253和1373K。扫描电子显微镜显示沿窄焊缝内晶界断裂表面的铱-Th金属间化合物的等轴粒子，而较宽的焊缝产生类似于共晶结构的排列整齐的金属间化合物析出物。凝固过程中晶界处的开裂归因于Th的偏析和局部熔点降低。

导致焊缝晶界处的应变集中。铱合金的弧焊已实现自动化。使用基于计算机的控制(38)，自生全焊透钨极氩弧焊(GTA)环焊缝将两个DOP-26铱合金壳连接到氧化钚燃料芯块上。此过程后来更新为使用基于PC的商用控制器。该控制器连续监测和控制焊接电流、转速以及焊炬气体的成分和流量(42)。使用精密工具和对位置、旋转和接头加载的控制可以消除点焊并提高无缺陷焊接部件的产量(43)。电子束焊接在焊接难以通过电弧焊连接的铱合金方面具有一些优势。含200浓度Th的铱合金通过电子束成功焊接而不会开裂，但不能通过电弧焊进行焊接（44）。

在低速下，成功的电子束焊接只能在较窄的束聚焦条件下进行，而在高速下，则可以在较宽的聚焦条件下进行焊接。这种在高焊接速度下的行为与熔合区晶粒结构和在导致开裂的条件下熔合边界处的Th正偏析有关。高热量输入导致更快速的凝固、更细的晶粒尺寸和更低的偏析水平(45)。图2中的显微照片图1显示了在相对低的行进速度2.5毫米s-1下沿焊缝中心线排列的焊缝金属中的晶界。在更高的速度下，晶界变得不那么均匀取向。

还发现在电子束焊接过程中熔池的形状影响熔池（46）中晶粒的取向，如上文针对铱的电弧焊所讨论的。已经实施了铱合金部件的电子束焊接，尽管控制热量输入和工具对于获得可接受的焊接至关重要(47)。图3显示了DOP-26铱合金杯组件中的电子束焊接示例。激光焊接在焊接易发生热裂纹的铱合金方面显示出优势(48)。用连续波高功率二氧化碳激光系统焊接含有200浓度Th的合金，没有热裂。这以类似于电子束焊接的方式解释。

高度集中的热源和相对精细的熔合区微观结构。激光焊接已被用于将铱线段连接到镍或镍合金上，以用于火花塞应用(49）。电阻焊是这种连接工艺的潜在低成本替代方案，也使用可编程高频电源进行了评估。未实现铱与Ni的直接结合，但通过使用中间层实现了冶金结合。中间层的选择有助于不同接头材料之间的合金化，并提供穿过接头的材料热膨胀系数的有序过渡。已根据可焊性对铱合金进行了表征。

定义为产生无裂纹焊缝的能力。由于裂纹产生和扩展的机制有多种，因此有多种方法可以测量铱及其合金的可焊性。确定在特定条件下是否可以在板材中无裂纹地进行自生焊接的最简单方法表明，含有高达100浓度Th的铱可通过电弧焊产生良好的焊缝，而含有200浓度或更高含量的合金不会产生裂纹。自由焊缝（44）。更灵敏的改良圆形贴片测试使用一个材料盘，将其夹在测试夹具上并通过弧焊依次产生两个同心自生焊缝(50）。

该测试引入了来自机械约束的热应力以及来自多个焊缝的增加的残余应力。改进的圆形斑块试验用于表征不同批次的DOP-26合金的热裂纹特性。另一项测试是检测弧焊DOP-26铱合金胶囊中的焊道底裂纹（51）。在这里。通过电弧焊在两个匹配的铱合金杯的圆周上进行闭合焊缝，然后在与先前焊缝相同的位置进行额外的圆周焊缝和较短的电弧焊缝。通过非破坏性和破坏性方法检查焊接杯的裂纹。这允许选择改进的焊接参数，特别是电流斜率，以及各种铱合金板材的特性。

在Sigmajig热裂纹焊接性试验中，对试样施加初始拉应力，确定阈值裂纹应力；这是可以进行无裂纹焊接的最大外加应力(52)。该测试既用于表征铱合金材料的可焊性，也用于表征改变某些焊接参数的影响(53）。对铱-0.3wt.%W合金中Th浓度影响的研究表明，阈值开裂应力从37浓度Th时的170MPa降低到94浓度Th时的85MPa。在手套箱的氩气气氛中，按体积计高达2000浓度的氧杂质和高达1000浓度的水蒸气都不会影响阈值开裂应力。

然而，随着气体杂质水平的增加，观察到焊缝宽度显着增加，这种影响归因于液体表面张力的变化。该测试还用于评估Ce或Ce和Th含量高达100浓度(54）。含有50浓度Ce的合金和含有40浓度Ce和10浓度Th或30浓度Ce和20浓度Th的合金都显示出170MPa或更高的阈值裂纹应力。许多其他添加了硼和Y的合金表现出低阈值开裂应力。