钛合金与异种金属的高能束焊接研究现状

钛合金在航空航天、汽车、医疗等行业具有广阔的应用前景,但是由于完全使用钛合金,成本较大,而且单一钛合金结构有时候很难满足特殊零件的需要,所以将钛合金与异种金属进行焊接是充分利用材料性能和节省成本的发展趋势。由于焊缝深宽比大、接头性能优良等优点,钛合金和异种金属的高能束焊接成为近年来研究的热点。文中着重对钛合金与异种材料的电子束焊接、激光焊方面的研究现状进行了分析,对在研究中存在的问题和解决方法进行了总结,并展望了未来发展趋势。     

钛合金与不锈钢异种金属焊接的研究现状

钛合金和不锈钢异种金属焊接在石油、化工和航空等领域有着广泛的应用。由于它们的物理性能和化学性能存在诸多差异,焊接时难以获得优质的焊接接头。本文对钛合金和不锈钢异种金属焊接时存在的问题进行了分析,并从熔焊、钎焊和压力焊等方面对钛/钢异种金属焊接方法的研究现状进行了介绍。     

铝钛异种合金电子束焊接接头缺陷分析

采用电子束焊接工艺对7075铝合金和TC4钛合金异种金属进行焊接,主要研究焊接缺陷的形貌特点、形成原因及控制措施。结果表明:在铝合金与钛合金异种金属电子束焊接头中出现气孔、裂纹、缩孔等缺陷,调整焊接工艺参数、改变束斑在异种母材上的相对能量分布可以消除气孔、裂纹等缺陷。同时延长焊缝金属冷却时间,使液态熔池及时补充凝固过程中产生的孔隙,利用表面焦点减小熔池体积,对焊缝内的缩孔有一定的改善。最佳焊接参数为:工作距离272 mm,电子束流18 mA,焊接速度20 mm/s,聚焦电流415 mA。试验为提高铝合金与钛合金异种金属电子束焊接接头质量提供了参考。     

钛与异种材料激光焊接的研究进展

介绍了钛合金激光焊接的技术特点,综述了异种钛合金、钛合金与钢、钛合金与铝、钛合金与非金属材料的激光焊接研究现状,重点论述了激光器、激光焊接工艺参数及焊接方式等对焊接接头组织及性能的影响。通过论述,认为国内钛与异种材料的激光焊接水平与国外相比还存在一定差距。最后,给出钛合金激光焊接技术的主要发展方向:1深入基础研究,实现对激光处理过程的实时监测与闭环控制;2寻求大功率激光焊接技术的突破与发展;3开发TIG-激光复合钎焊等技术,推进激光焊接技术的产业化进程。     

钛合金与铝合金异种金属钎焊及熔钎焊研究进展

钛合金和铝合金广泛应用于航空航天、舰船和汽车等工业中，钛/铝连接结构也得到越来越多的重视。文中对钛合金与铝合金异种金属的焊接性进行了分析，重点论述了国内外钛合金与铝合金异种金属钎焊、熔钎焊连接方法研究现状。指出了钛合金与铝合金物理化学性质差异较大，目前仍存在钎焊时脆性Ti/Al金属间化合物生成难避免、熔钎焊时热输入不均匀易导致钛合金与铝合金连接接头组织分布不均的难题。通过改变钎料类型、钎料成分配比与焊接参数，可有效减少脆性Ti/Al金属间化合物的生成，熔钎焊时可通过选择合适的焊接方法与焊接工艺或通过对焊缝填充金属来减少脆性Ti/Al金属间化合物生成等方法。最后针对钛合金与铝合金异种金属钎焊及熔钎焊的发展及研究方向提出了展望。     

钛合金/纯铝异种金属摩擦焊接工艺

进行了TC4钛合金与L5纯铝异种金属的摩擦焊接工艺及其焊后回火热处理工艺研究,利用光学金相分析、扫描电镜EDX线扫描、拉伸性能及硬度的测试,探讨了TC4钛合金与L5纯铝异种焊接接头焊合区的微观组织及其力学性能.研究表明,T℃4钛合金与L5纯铝间具有良好的摩擦焊接性,焊合区无金属间化合物相生成,焊接接头强度等于或高于铝基材.经焊后回火热处理,摩擦焊接头两侧主要合金元素的扩散区宽度增大,焊合区钛合金侧的硬度值因时效作用而有所提高.     

镍铝青铜过渡层对钛合金/不锈钢异种材料激光焊接头组织与力学性能的影响

对3?mm厚TC4钛合金/15-5PH不锈钢异种材料进行了添加镍铝青铜(nickel?aluminum?bronze,NAB)过渡层的激光填充材料焊接,研究了NAB过渡层对接头成形、微观组织与力学性能的影响.?结果表明,添加NAB过渡层的TC4钛合金/15-5PH不锈钢异种材料激光焊接获得了良好成形的全熔透接头,接头抗...     

高温钛合金Ti-55与Ti-60电子束焊接头力学性能

通过研究异种材料高温钛合金Ti-55与Ti-60电子束对接焊接头的微观组织和拉伸力学性能以及焊后热处理对Ti-60接头高温拉伸与持久性能的影响,分析电子束焊接高温钛合金的适用性.采用所选择的电子束焊接工艺焊接高温钛合金,焊缝成形好,表面缺陷少.分别进行了Ti-55,Ti-60,Ti-55+Ti-60焊接接头的室温、高温...     

Ti/Al异种金属焊接研究进展

综述了Ti/Al异种金属焊接的现状,分析了钛合金与铝合金焊接缺陷产生的原因,介绍了钎焊、熔-钎焊、扩散焊、搅拌摩擦焊在钛铝异种金属焊接的应用,展望了钛铝异种金属焊接技术发展趋势。     

TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头显微组织和力学性能

研究TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头的显微组织和力学性能。结果表明,TC4/TA17异种钛合金激光焊接头焊缝的显微组织为片状α′马氏体,TC4侧靠近母材的热影响区和TA17侧靠近母材的热影响区只发生α相向β相转变,TC4侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+针状α′马氏体,TA17侧靠近焊缝的显微组织为残余α相+片状α′马氏体。TC4/TA17异种钛合金激光焊接头的显微硬度呈不对称分布,焊缝的显微硬度最高,TA17母材显微硬度最低。TC4/TA17异种钛合金激光焊接接头断裂在TA17母材,断口呈现韧性断裂形貌。     

钛合金和不锈钢的扩散焊接研究进展

钛合金和不锈钢的异种金属结构具有广阔的应用前景,但实现其应用的关键是两者可靠的连接。综述了钛合金和不锈钢焊接存在的问题以及国内外扩散焊接研究进展,并提出了进一步的研究方向。     

异种金属和镀层金属的焊接

钛合金/纯铝异种金属摩擦焊接工艺;白铜/钢双金属管的瞬间液相扩散连接;低碳钢与紫铜搅拌摩擦焊接头显微组织分析;Al／Cu异种有色金属的真空钎焊工艺;激光焊接齿科CoCr-NiCr异种合金组织结构研究;T2紫铜与H62黄铜异种材料间的搅拌摩擦焊工艺研究;     

先进材料与异种材料电子束焊接研究进展

电子束焊接是近年来飞速进步、蓬勃发展的一种先进连接技术，随着技术工艺的日益成熟，其在工业领域的竞争力也日渐增强，已为工业部门所广泛接受.文中综述了电子束焊接在高温钛合金、高温合金、难熔金属、金属间化合物等先进材料与各类互相固溶的、难以互溶的异种材料连接方面的研究现状，对国内外在焊接缺陷控制、焊接工艺优化、焊接机理研究等方面取得的典型研究成果进行了简要介绍，并从中概括总结了先进材料与异种材料电子束焊接的具体问题，归纳阐述了先进材料与异种材料电子束焊接中所采用的能量控制与冶金调控等特色技术方法.     

钛合金与铌合金电子束焊温度场数值模拟

钛合金与铌合金是具有优良使用性能的两种合金材料,这两种材料被广泛用于航空、航天、核工业等重要领域.文中采用有限元分析软件ANSYS,对钛合金与铌合金电子束焊的温度场进行了模拟研究,利用双热源模型模拟电子束焊温度场,研究了异种金属焊接的建模方法、函数载荷的加载技巧,着重分析了钛合金(7715D)和铌合金(C-103)的焊接性,采用热源向铌一侧偏置的方法来保证焊接熔深的一致.最后得到了不同焊接热输入条件下钛合金与铌合金焊接过程中的最佳偏置距离.     

铝钛异质材料超声波焊接研究

进行6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金异种金属材料超声波焊接研究,采用EDS和金相显微镜分析接头的微观组织结构,利用撕裂实验及硬度测试来评定接头的力学性能.研究表明,6061铝合金和Ti-6Al-4V钛合金具有良好的超声波焊接性能,焊接接头的强度满足使用性能,且得到最佳超声波焊接时间为170ms,焊接压力为0.4MPa.     

钛合金线性摩擦焊接头形成机制

采用扫描电镜和透射电镜研究TC11同种及TC11与TC17异种钛合金接头微观组织,以探明线性摩擦焊接头形成机制.结果表明,同种钛合金线性摩擦焊接头形成过程与异种钛合金明显不同,这主要是由于二者产热行为不同所致.同种钛合金焊接时,刚开始阶段是以摩擦产热为主,界面形成金属键连接后界面金属的变形产热将占主导.异种钛合金焊接时,刚开始阶段也是以摩擦产热为主,而当界面形成金属键连接后TC11一侧金属的变形产热将是接头热输入的主要来源.随着热量向TC17一侧金属的传导,TC17将发生大变形,接头热输入以TC11与TC17的共同变形产热为主.     

钛/钢异种金属激光焊接接头微观组织及数值模拟研究

为实现TC4钛合金与316L不锈钢异种金属的优质连接,采用Cu作为中间层进行激光焊接。研究表明,采用Cu中间层能够有效抑制界面脆性Ti-Fe金属间化合物的产生。随着焊接速度的增加,接头强度显著提高,TC4钛合金与焊缝界面主要为连续的Ti-Fe化合物层和非连续的Ti-Fe、Ti-Cu化合物层,厚度约为60μm。有效地降低了接头脆性、抑制裂纹,缓解了接头应力,能够获得良好的钛/钢异种金属激光焊接接头。     

异种金属和镀层金属的焊接

铜／镀锌钢异种金属Nd：YAG激光脉冲MIG复合热源钎接焊;硬质合金与钛合金真空扩散焊工艺研究;基于爆炸焊接的铜铝复合散热片的优化设计;外加磁场对异种金属焊接质量的影响;马氏体／贝氏体耐热钢焊接接头的界面蝠变损伤行为;     

异种金属和镀层金属的焊接

不锈钢与钛合金异径转接管的焊接,钢铝异种金属连接方法现状分析,H69铜板与6063铝板的焊接工艺,钢铝异种金属的低能量焊接法.     

电子束工艺对7075/TA1异种金属焊接接头组织性能的影响

采用传统电子束焊接和电子束扫描焊接方法对7075铝合金和TA1钛合金进行了对接焊接,对比分析了两种电子束技术对异种金属焊接接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。试验结果表明,相较于传统电子束焊接,电子束扫描焊接会增加7075铝合金侧焊缝宽度,减小TA1钛合金侧焊缝宽度,且电子束扫描焊接的异种金属焊缝区过渡更加平滑。电子束扫描焊接铝合金侧热影响区明显更窄,且焊缝区等轴晶晶粒尺寸更加细小。传统电子束焊接界面区上部有明显钛合金溶于铝合金焊缝的特征,界面结合处呈不规则形状,局部区域可见长条状、岛状和棒状组织,而电子束扫描焊接界面区上部界面结合处呈规则弧形,未发现有钛合金溶入铝合金焊缝的特征。电子束扫描焊接接头的焊缝区和界面区硬度低于传统电子束焊接接头的,抗拉强度和断后伸长率都高于传统电子束焊接的。