镍基合金因其良好的组织稳定性、力学性能，以及在极端环境下稳定的服役表现，被广泛应用于航空航天、核能工业等领域^{[ [1]  李林翰, 张继, 田成刚, 等. 熔焊缺陷对镍基高温合金GH4065A疲劳行为的影响[J]. 航空材料学报, 2024, 44(4): 85–95.LI Linhan, ZHANG Ji, TIAN Chenggang, et al. Effect of welding defects on fatigue behavior of Ni-base superalloy GH4065A[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2024, 44(4): 85–95.
[2]  吴宇, 陈冰清, 刘伟, 等. 增材制造镍基高温合金在航空发动机与燃气轮机中的研究应用进展[J]. 航空材料学报, 2024, 44(1): 31–45.WU Yu, CHEN Bingqing, LIU Wei, et al. Progress in research and applications of additively manufactured nickel-based superalloy in aero-engines and gas turbines[J]. Journal of Aeronautical Materials, 2024, 44(1): 31–45.
1-2 ]}。随着应用领域的技术迭代，镍基合金的服役环境更加严苛，服役寿命需求不断提高^{[ [3]  江河, 董建新, 张麦仓, 等. 800 ℃以上服役涡轮盘用难变形镍基高温合金研究进展[J]. 航空制造技术, 2021, 64(1/2): 62–73.JIANG He, DONG Jianxin, ZHANG Maicang, et al. Development of typical hard-to-deform nickel-base superalloy for turbine disk served above 800 ℃[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2021, 64(1/2): 62–73.
[4]  陈国庆, 张戈, 刘政, 等. 固溶强化镍基高温合金及其与异种材料焊接研究进展[J]. 航空制造技术, 2021, 64(12): 20–27.CHEN Guoqing, ZHANG Ge, LIU Zheng, et al. Research progress on joining of solid solution strengthened nickel-based superalloy and its welding with dissimilar materials[J]. Aeronautical Manufacturing Technology, 2021, 64(12): 20–27.
3-4 ]}。在镍基合金关键构件中，焊接接头通常是其性能薄弱环节。由于镍基合金熔点较高、导热系数低，焊接过程中常伴随显著的热积累和较缓慢的结晶过程，导致焊缝晶粒粗大、热裂纹敏感性强、大尺寸碳化物分布不均等，影响焊接接头的服役表现，难以满足航空发动机的使用需求^{[ [5]  吴祖乾, 张晨, 虞茂林, 等. 镍基合金焊接冶金和焊接性[J]. 机电一体化, 2014, 20(4): 2.WU Zuqian, ZHANG Chen, YU Maolin, et al. Welding metallurgy and weldability of nickel-base alloys[J]. Mechatronics, 2014, 20(4): 2.
[6]  刘静, 王莉, 于明涵, 等. 镍基单晶高温合金近服役环境性能研究进展[J]. 中国材料进展, 2024, 43(10): 891–901.LIU Jing, WANG Li, YU Minghan, et al. Research progress on the service environmental performance of nickel-based single crystal superalloys[J]. Materials China, 2024, 43(10): 891–901.
5-6 ]}。Yu等^{[ [7]  YU X, LIM Y C, SMITH R, et al. Reducing hot cracking tendency of dissimilar weld overlay by magnetic arc oscillation[J]. Materials Science and Technology, 2014, 30(8): 930–937.
7 ]}在镍基合金焊接过程中辅以电磁振荡，实现了焊缝区的晶粒细化，从而降低了合金的高温失塑裂纹敏感性；Wu等^{[ [8]  WU D, LI D Z, LU S P. Microstructures and intermediate temperature brittleness of newly developed Ni–Fe based weld metal for ultra-supercritical power plants[J]. Materials Science and Engineering: A, 2017, 684: 146–157.
8 ]}发现镍基合金焊缝组织的高温脆性与晶界滑移有关，通过加入合金元素增加晶界曲折度后，能够在一定程度上实现塑性恢复。此外，研究人员尝试在熔覆GH3536合金的过程中添加不同尺度的WC，结果表明，WC可通过阻碍枝晶长大实现晶粒细化、协调多晶变形，进而促进力学性能提升^{[ [9]  XIA Y L, CHEN H N, LIANG X D, et al. Circular oscillating laser melting deposition of nickel-based superalloy reinforced by WC: Microstructure, wear resistance and electrochemical properties[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2021, 68: 1694–1704.
9 ]}。因此，优化镍基合金焊接接头的微观组织、细化焊缝晶粒、均匀元素分布并改善第二相分布，成为提升镍基合金焊接接头综合性能和服役可靠性的核心需求。

脉冲电弧是一种改善焊缝组织均匀性，提升其综合性能的有效手段。低频脉冲通过小区域重熔实现凝固组织的调控^{[ [10]  SRINIVASAN S, RAVI B R, ATRENS A, et al. Effect of pulse gas tungsten arc welding on the metallurgical characteristics & microstructural evolution in AZ31B magnesium alloy welds[J]. Journal of Materials Research and Technology, 2024, 29: 5412–5424.
[11]  YU X Y, XUE J X, SHEN Q K, et al. Effect of low heat-input double-pulse gas metal arc welding on weld formation and microstructure of 6061 aluminium alloy[J]. Science and Technology of Welding and Joining, 2022, 27(4): 238–249.
10-11 ]}；超声频脉冲电弧可在改善热源形态的同时实现等离子体的超声激发，通过声流空化等声学行为优化熔池的流动行为并调控凝固结晶过程。研究早期，吴敏生等^{[ [12]  吴敏生, 段向阳, 陈以方, 等. 受激电弧超声发射实验研究[J]. 焊接, 1999(5): 10–11, 19.WU Minsheng, DUAN Xiangyang, CHEN Yifang, et al. Study on arc-excited ultrasonic emission[J]. Welding & Joining, 1999(5): 10–11, 19.
12 ]}通过在电弧回路中施加高频信号，激发电弧以超声频率发射，使电弧成为超声换能器，从而将超声传递至熔池，实现了声–热发射一体化；随后对其谐振机理与物理特性进行了系统研究^{[ [13]  吴敏生, 张春雷, 段向阳. 电弧超声的频率响应特性及其谐振机理[J]. 清华大学学报(自然科学版), 1999, 39(11): 97–99.WU Minsheng, ZHANG Chunlei, DUAN Xiangyang. Frequent characteristic and resonant mechanism of arc excited ultrasonic[J]. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 1999, 39(11): 97–99.
13 ]}；并应用于焊接与电弧喷涂，结果表明，相较于常规电弧，电弧超声可以细化熔覆层的微观组织，提升其力学性能^{[ [14]  吴敏生, 张雁军, 李路明, 等. 电弧超声对09MnNiDR钢焊接接头冲击性能的影响[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2006, 46(2): 161–164.WU Minsheng, ZHANG Yanjun, LI Luming, et al. Arc-excited ultrasonic welding to improve the quality of 09MnNiDR joints[J]. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2006, 46(2): 161–164.
14 ]}。齐铂金等^{[ [15]  齐铂金, 刘玉池, 辛军. 新型WSE–315型方波交直流逆变多功能焊机的研究[J]. 焊接技术, 1995, 24(6): 22–24.QI Bojin, LIU Yuchi, XIN Jun. Research on new WSE–315 square wave AC/DC inverter multifunctional welding machine[J]. Welding Technology, 1995, 24(6): 22–24.
15 ]}设计并制作了超音频方波交直流逆变焊接电源，通过数值模拟结合试验发现，相较于普通电弧，超声电弧的压力增大，促进了熔池表面到底部的环流，进而增加了焊接熔深^{[ [16]  YANG M X, LI L, QI B J, et al. Arc force and shapes with high-frequency pulsed-arc welding[J]. Science and Technology of Welding and Joining, 2017, 22(7): 580–586.
16 ]}。该团队采用超音频脉冲钨极氩弧（TIG）焊电源进行了0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的焊接研究，结果表明，随着脉冲电流频率提高，焊缝的粗晶区变窄，晶粒逐渐细化^{[ [17]  齐铂金, 许海鹰, 张伟. 0Cr18Ni9Ti超音频脉冲TIG焊接头组织与性能[J]. 北京航空航天大学学报, 2009, 35(2): 132–136.QI Bojin, XU Haiying, ZHANG Wei. Microstructure and property analysis of 0Cr18Ni9Ti joints welded by ultrasonic pulse tungsten-inert-gas welding technology[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2009, 35(2): 132–136.
17 ]}。近年来，吴健文等^{[ [18]  吴健文, 徐孟嘉, 范文艳, 等. 钛合金快频脉冲柔性波形调制TIG焊接工艺[J]. 机械工程学报, 2020, 56(6): 102–109.WU Jianwen, XU Mengjia, FAN Wenyan, et al. Flexible waveform interpulse TIG welding for titanium alloy[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2020, 56(6): 102–109.
18 ]}基于团队研制的SiC–MOSFET高频TIG焊接电源系统，提出超声双脉冲柔性波形调制TIG焊接技术，实现了大电流幅值的20 kHz规整柔性电流波形的稳定输出，并应用于TC4钛合金焊接，实现了钛合金焊缝晶粒尺寸细化71%的试验结果。Wang等^{[ [19]  WANG Y J, LIU W H, WANG D Q, et al. Simultaneously enhanced strength and ductility of TIG welds in Inconel 718 super-alloy via ultrasonic pulse current[J]. Materials Science and Engineering: A, 2021, 807: 140894.
[20]  WANG Y J, WANG H D, CHEN J M, et al. Achieving polycrystalline transformation and microstructural segregation reduction of nickel-based single crystal super-alloys by ultrasonic pulse arc welding[J]. Journal of Materials Research and Technology, 2023, 24: 2200–2212.
[21]  WANG Y J, ZHANG X Q, WANG D Q, et al. A comprehensive analysis of ultrasonic pulse current reducing hot cracking in Inconel 718 welds[J]. Materials Characterization, 2022, 187: 111840.
19-21 ]}利用超声频脉冲电弧对Inconel 718和Inconel 738合金进行自熔焊接，结果表明，超声电弧能够促进熔池内部元素的均匀化分布，调控焊缝组织中第二相（如Laves相、MC相）的分布情况；对于Inconel 718合金，晶粒尺寸可细化33%；对于Inconel 738合金，超声电弧改变了单晶合金的外延生长特性，实现了单晶高温合金的多晶转变。Chen等^{[ [22]  CHEN J, WEN Z, JIA C B, et al. The mechanisms of underwater wet flux-cored arc welding assisted by ultrasonic frequency pulse high-current[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2022, 304: 117567.
22 ]}针对水下湿法焊钢稳定性差的问题开展研究，通过引入超声频脉冲后，有效抑制了熄弧与焊接飞溅，改善了焊缝外观，熔滴过渡频率增加了99%。此外，Zhao等^{[ [23]  ZHAO H Y, XING Y, ZHANG J Z, et al. Transient characteristics of ultra-high frequency adjustable multi-pulse gas tungsten welding arc[J]. Journal of Materials Research and Technology, 2024, 32: 2309–2325.
23 ]}通过高速摄像观察等离子体的高频脉冲行为，发现电弧温度的变化滞后于电弧电流的变化，钨极尖端处的电弧响应最快，而电弧外侧的响应速度最慢，电弧整体的形态变化速度远小于电流的变化速度，因此超声频电弧整体呈现亚稳定状态。近年来，本研究团队在超声能场辅助焊接方面也进行了一定探索，尝试了不同形式的超声辅助焊接方法，包括在焊接过程中施加机械超声震动以影响熔池金属的凝固过程，以及将电弧电流调制为超声频率脉冲以实现电弧的超声化，取得了一定的晶粒细化效果^{[ [24]  XIA Y H, DONG B L, CAI X Y, et al. Ultrasonic vibration assisted gas tungsten arc welding of Inconel 690 alloy: Ultrasonic effect to refine grains and improve mechanical properties[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2024, 108: 106950.
[25]  XIA Y H, CAI X Y, DONG B L, et al. The effect of the distance between ultrasonic horn and torch on the microstructure of ultrasonic-assisted gas tungsten arc welded Inconel 690 alloy joint[J]. Crystals, 2023, 13(12): 1671.
24-25 ]}。Wang等^{[ [26]  WANG D Q, HUA C, LU H. Numerical analysis of ultrasonic waves in the gas tungsten arc welding (GTAW) with ultrasonic excitation of current[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2020, 158(5): 119847.
26 ]}采用多物理场数值模拟的方法对超声电流激励下的TIG焊接物理过程进行分析，结果表明，在激励电流的作用下，超声波在电极的尖端发生，并通过等离子体传播；不同频率下的等离子体温度情况和流体流动特性表明，20 kHz和30 kHz的超声频率会压缩电弧，增加电弧等离子体的能量密度。类似研究成果均表明，超声频脉冲电弧可以有效调控焊缝的晶粒尺寸和元素分布，显著提升焊接接头的综合性能。

然而，超高频脉冲电弧焊接中包含了超高频电磁作用，电弧激励超声效应、热源收缩效应等复杂物理现象。在整体研究中，难以明确各效应间的作用关系与组织优化贡献。尤其是非超声频率下的高频脉冲焊接过程，随着脉冲频率的增加，电弧收缩效应逐渐显著，对熔池的凝固行为产生复杂影响；且熔池作为焊接回路导体的一部分，脉冲电流的变化也会引起熔池内部洛伦兹力的变化，影响熔池金属的凝固行为。当电流变大时，电弧电流引起的电磁场强度增大，在电磁加热与洛伦兹力的协同作用下，熔池内部流动受到电弧压力、电弧剪切力、重力、表面张力等的复杂影响，凝固过程也受到复杂影响^{[ [27]  AUCOTT L, DONG H B, MIRIHANAGE W, et al. Revealing internal flow behaviour in arc welding and additive manufacturing of metals[J]. Nature Communications, 2018, 9(1): 5414.
[28]  OH Y H, JUNG Y G, HONG H U, et al. Effects of anode material oxygen content on molten metal convection generated via arc plasma heating[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2018, 123: 999–1004.
[29]  TSAI B. Electromagnetic-force-induced convection in weld pools with a free surface[J]. Welding Journal, 1996, 69(6): 241–246.
27-29 ]}。

本研究采用频率低于超声频率的高频脉冲电弧焊接技术对Inconel 690合金（Ni–Cr–Fe合金）进行焊接试验。对焊缝区域的微观组织、晶体形貌和尺寸演变，以及元素分布开展研究，结合电弧特征测量结果，分析高频脉冲电弧对熔池金属凝固过程的影响。研究结果有望为镍基合金焊接工艺的优化提供理论依据与实践支持。

所用焊接设备包括：一台RHEM–Tiger230AC（德国雷姆）高频脉冲TIG焊接电源、一柄水冷焊枪、一套三轴运动平台及一台水冷循环机，如图1（a）所示。焊接过程中采用XIRIS1100高动态相机（加拿大XIRIS公司）观察电弧形态，使用Image–Pro Plus软件为照片进行伪彩色处理。使用485型压力传感器（杭州美控）与USB3102采集卡（北京阿尔泰）对电弧压力进行测试采集，设备如图1（b）所示。采用Ni–Cr–Fe（Inconel 690）合金板材作为母材进行焊接，尺寸为长度150 mm、宽度80 mm、厚度3 mm。Ni–Cr–Fe合金的具体成分见表1。使用自熔不焊透的方式进行焊接，焊接速度为150 mm/min，焊接电流为90 A；采用纯度为99.999%的纯氩作为保护气体，气体流量为20 L/min；电极接法为直流正接，钨极直径为3.2 mm。在进行高频脉冲焊接时，采用的参数为基值电流60 A、峰值电流120 A、占空比50%、脉冲频率17.5 kHz。

%

焊接完成后，采用电火花线切割加工方法，按金相观察要求将样品切割成不同尺寸的试样，用于微观结构表征。使用砂纸对试样进行研磨并抛光，以获得平整无划痕的试样表面。采用光学显微镜（日本奥林巴斯）观察焊缝金属的微观形貌。为了满足观察需求，将待观察表面置于Cr₂O₃溶液（含25 g Cr₂O₃和100 mL H₂O）中，并在15 V电压下蚀刻15 s。利用配备电子背散射衍射（EBSD）系统的Gemini 560扫描电子显微镜（德国蔡司）对凝固晶粒的形貌和取向进行观察。为满足EBSD的测试需求，将待观察面置于含20 mL HClO₄和80 mL CH₃COOH的混合液中，并在30 V电压下电解抛光30 s。在EBSD测试中，样品倾斜角度设置为70°，工作距离保持为15 mm，步长为2 μm。采用OIM和Origin软件处理EBSD数据。

在高频脉冲电弧焊接中，电弧的形态和压力分布与常规焊接不同，会对熔池金属的凝固行为及焊缝组织产生显著影响。图2展示了常规TIG（脉冲频率0 Hz）及高频脉冲TIG（17.5 kHz）的焊接电弧形态，可以看出，经过伪彩色处理后，电弧形态的对比明显。在常规TIG焊接条件下，回路中的电弧等效为阻性负载，电弧形态较分散（图2（a））。在17.5 kHz的脉冲条件下，电弧明显收缩，形态趋于稳定并集中（图2（b））。这是因为，当焊接电流以脉冲频率变化时，电弧等离子体中的带电粒子在电流变化的作用下出现周期性变化（即在电流加速下发生运动），瞬间偏离其稳定状态，具有发生电磁收缩的趋势，同时电弧等离子体具有一定程度的可压缩性，因此电弧发生压缩，其导电截面减小。此外，等离子体的放电过程中，压缩后电弧的径向温度梯度增加，轴向温度梯度相对减小，使得电弧能量集中。

图3展示了不同脉冲频率下电弧压力的分布情况，由于传感器与电弧之间实际存在一定距离，因此测得的压力数据并非真实数值，仅能反映压力变化趋势。从图3可以看出，高频脉冲作用下，电弧中心部分的电弧压力增加（相较于常规TIG），电弧上的压力连续，整体呈现亚稳态（图3（b））。在相同宽度尺寸范围（到电弧中心的距离）内，高频脉冲作用下的电弧压力值更大。在压力较低（0.05~0.15 kPa）的电弧部分，常规TIG与高频脉冲作用下的电弧压力分布情况相似，但高电弧压力部分的变化情况没有电弧形态的变化情况（图2）显著。这是因为电弧形态由动态相机拍摄，呈现的颜色分布与电弧能量分布存在一定差距，因此弧柱区与图2中的白色区域并不完全吻合。电弧压力的变化会影响熔池内的流动情况。当电弧的脉冲频率为17.5 kHz时，电弧压力的增加意味着熔池表面受到的压力增大，在表面张力的驱动下，熔池表面受压力较小的区域向受压力较大的区域流动，易促进熔池内熔体的流动。

图4展示了常规TIG与高频脉冲TIG焊接后焊缝的横截面和纵截面微观组织形貌。在常规TIG焊缝横截面组织中，各簇枝晶的生长方向不同，枝晶间的生长角度相差较大（图4（a）和（c））；在高频脉冲条件下，焊缝横截面深度增加（图4（b）），且形态发生变化，枝晶生长的方向较为均一，均沿温度梯度的反方向生长（图4（d））。在常规TIG焊缝的纵截面组织中，各束枝晶的角度差距仍然较大，一次枝晶的长度超过400 μm，而在高频脉冲TIG焊缝的纵截面组织中，枝晶表现出较为显著的沿温度梯度相反方向的生长趋势，相较于常规TIG焊缝纵截面组织，其一次枝晶的长度较小，但宽度较大。这一现象可以从结晶动力学的角度解释：在常规焊接中，由于较大的热积累和缓慢的冷却速度，熔池内的金属结晶速度较慢，导致枝晶在生长过程中受温度梯度的影响较小，无明显生长倾向；在高频脉冲焊接条件下，由于电弧能量更集中，熔池的温度梯度增加，其枝晶生长方式发生变化，同时由于电弧压力增加，熔池流动情况发生变化，对枝晶生长产生影响，使得部分枝晶的一次晶轴长度减小。然而，在17.5 kHz的脉冲频率下，尽管电弧形态和能量密度有所改善，但是难以完全控制晶体的凝固过程，因此焊缝的凝固晶粒细化效果有限。图5展示了两种焊接情况下的热影响区晶粒形貌，可以看出，在两种工况下，相较于母材，热影响区内的晶粒在一定程度上长大，孪晶数量减少，且高频脉冲TIG焊接的热影响区晶粒长大程度稍高于常规TIG焊接。

图6展示了不同脉冲频率下焊缝的枝晶间距变化情况。对比常规TIG与高频脉冲TIG焊缝的二次枝晶间距，由多个区域的统计结果可知，两种焊接条件下的二次枝晶间距几乎没有变化。根据前人研究可知，脉冲电弧的压缩效应和温度梯度变化会促进晶粒细化，高频脉冲电弧的高温区集中且持续时间较短，使得熔池冷却速率增大，增强了晶体生长的抑制效应，形成较小的枝晶间距^{[ [17]  齐铂金, 许海鹰, 张伟. 0Cr18Ni9Ti超音频脉冲TIG焊接头组织与性能[J]. 北京航空航天大学学报, 2009, 35(2): 132–136.QI Bojin, XU Haiying, ZHANG Wei. Microstructure and property analysis of 0Cr18Ni9Ti joints welded by ultrasonic pulse tungsten-inert-gas welding technology[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2009, 35(2): 132–136.
17 ]}。但本试验中，17.5 kHz的高频脉冲对于细化Ni–Cr–Fe合金焊缝枝晶的作用较小。

图7和8展示了两种焊接情况下，焊缝中央凝固晶粒形态及其相对于样品坐标系的取向情况。可以看出，常规TIG焊缝与高频脉冲TIG焊缝中的凝固晶粒形态类似，平均晶粒等效纵横比分别为2.54和2.31，高频脉冲TIG焊缝中晶粒的晶界曲率略有增加，但整体差距不大。对比两种焊缝凝固晶粒的取向情况发现，在平行于焊接方向的方向上，两种焊缝内部多晶的取向差异较大，均没有表现出较为明显的定向凝固情况。图9展示了两种焊接情况下的晶粒尺寸分布情况，可以看出，两种焊缝的凝固晶粒尺寸分布情况相似。其中，常规TIG焊缝晶粒的平均等效直径为146.25 μm，高频脉冲焊缝晶粒的平均等效直径为154.21 μm，差距较小。此结果表明，高频脉冲电弧收缩导致的热流密度变化和压力变化并不能改善Ni–Cr–Fe合金的凝固晶粒取向，即17.5 kHz的高频脉冲电弧对Inconel 690合金焊缝凝固组织的细化作用不显著。

在Ni–Cr–Fe合金中，枝晶间往往富集Cr元素，并且在枝晶两侧形成贫Cr区，会降低焊缝的耐腐蚀性能，造成整体焊接结构失效。图10和11分别为不同焊缝枝晶元素的线扫描和面扫描分布情况。可以看出，在常规TIG焊缝中，Ni、Cr、Fe元素在枝晶间分布不均匀，形成了Cr的富集，同时在两侧枝晶处形成了一定范围的贫Cr区；在17.5 kHz的脉冲条件下，Ni和Cr元素的分布相对较均匀，枝晶间虽然存在一定程度的Cr富集，但其两侧的贫Cr区情况已得到较大改善。高频脉冲条件下的元素均匀分布可以归因于所谓的电磁搅拌和熔池流动改善。电磁搅拌和电弧压力的变化使熔池内的金属产生局部流动，显著提高了溶质的扩散速率，有效抑制了溶质偏析现象，使元素均匀分布在整个焊缝区域，形成更加均匀的组织结构。从耐腐蚀性角度来看，元素均匀分布是提高焊接接头腐蚀性能的关键因素。作为Ni–Cr–Fe合金中的主要耐蚀元素，Ni和Cr在枝晶间的均匀分布能够有效提高焊缝的耐腐蚀性，避免局部腐蚀的产生，从而改善镍基合金焊接接头的服役可靠性和稳定性。

本文研究了高频脉冲电弧焊接Inconel 690合金（Ni–Cr–Fe合金）的电弧特征和焊缝区域的微观组织特征，分析了高频脉冲在电弧形态变化和焊缝微观组织改善中的作用，主要结论如下。

（1）在17.5 kHz的高频脉冲条件下，电弧的收缩效应显著增强，电弧形态趋向稳定，电弧压力和能量密度明显提高，有效提升了焊接热效率，为改善焊接接头质量提供了支持。

（2）高频脉冲焊接显著改善了Inconel 690合金焊缝区域的组织均匀性，但未对晶粒尺寸和枝晶间距产生明显的细化作用。常规TIG焊缝和高频脉冲焊缝的二次枝晶间距基本相同，凝固晶粒尺寸和取向变化差别较小。

（3）高频脉冲的电磁效应有效促进了熔池金属的溶质扩散，使枝晶间的元素分布更加均匀，贫Cr区的面积显著减小。