PDC钻头真空扩散焊接工艺正交试验研究

对PDC钻头钎焊工艺存在的问题,提出用真空扩散焊接代替钎焊制造PDC钻头.采用正交试验法,通过极差分析和方差分析,研究了PDC钻头真空扩散焊接温度、焊接压力和焊接时间等工艺参数对焊接接头抗剪强度的影响,以得出其扩散焊接的最佳工艺参数.结果表明,当采用焊接温度700℃、焊接压力150 MPa和焊接时间6h的参数组合时,可获得高强度高致密性的焊接接头,其接头抗剪强度≥500MPa.     

药芯焊丝气体保护焊在钻头焊接中的应用

对钻头的焊接性进行了分析，制定了钻头的CO2气体保护焊工艺，对焊接工艺参数进行了优选，并对钻头环缝的主要焊接操作技术进行了阐述。经焊缝检验证明：制定的焊接工艺参敦是合理的。     

低活化马氏体钢真空扩散焊接工艺

在不同工艺参数下对低活化马氏体钢进行真空扩散焊接试验,通过比较试样显微组织形态、界面结合率及抗拉强度,探究焊接温度、焊接压力对接头组织演化及力学性能的影响. 结果表明,马氏体组织在扩散焊接过程中发生了奥氏体化现象,且焊接温度越高时,奥氏体化程度越高;在一定范围内,提高焊接温度及焊接压力均可增强原子的自扩散效果,从而提升焊缝接头的力学性能,其中焊接温度1 000 ℃,焊接压力20 MPa,保温时间120 min参数下焊接试样的抗拉强度达到1 013 MPa,焊接面结合状况良好.     

测井陶瓷探头真空扩散焊接工艺正交优化试验

针对测井陶瓷探头钎焊工艺存在的问题,提出用真空扩散焊接代替钎焊来制造测井陶瓷探头.利用正交优化试验方法,研究了测井探头Al2O3陶瓷电极座与45钢基体真空扩散焊温度、压力和时间等工艺参数对焊缝抗剪强度的影响,并总结出相应的关系式,然后分析了温度、压力和时间等工艺参数对焊缝抗剪强度的独立影响和交互影响.在T=1050℃、P=16 MPa、t=6～10 min和真空度为7×10-3Pa的条件下,采用了涂有活性钯、银粉的紫铜板作为中间工艺夹层材料,可获得高强度高致密性的焊缝,其焊缝抗剪强度≥150 MPa.     

激光焊接薄壁金刚石工程钻头的研究

本文研究了激光焊接薄壁金刚石工程钻头的方法及工艺。分析了工艺参数及被焊材料对焊缝质量的影响，激光焊接是生产薄壁钻头的最佳工艺方法。     

316L不锈钢扩散焊工艺研究

运用扩散焊技术焊接316L不锈钢,使数张薄板搭接,多道焊缝接头一次焊接成形。影响扩散焊接头质量的主要因素为焊接温度、焊接时间、焊接压力,文中通过多组正交试验研究不同参数对316L不锈钢焊接质量的影响,对比确定了316L不锈钢扩散焊合理的工艺参数,焊接温度为1 100℃,焊接时间为180 min,焊接压力值为6.89 MPa。     

Ti-5Al-2.5SnELI合金扩散焊焊接质量的控制

总结了扩散焊基本工艺参数包括温度、压力、时间等对Ti-5Al-2.5SnELI钛合金扩散焊性能和焊接变形的影响.通过选择合适的工艺路线,控制以上工艺参数,并控制焊接变形改善钛合金低温叶轮的焊接质量.采用真空热压(HPV)+热等静压(HIP)工艺路线进行扩散焊接,可获得焊接强度大于710 MPa,焊接变形小于1%的叶轮零件.     

Fe3Al/Q235扩散焊接头的抗剪强度及组织性能

采用真空扩散焊技术对Fe，Al金属间化合物与Q235低碳钢进行了焊接。用拉压试验机测定了不同焊接工艺参数下Fe3Al／Q235扩散焊接头的抗剪强度，用扫描电镜(SEM)分析了Fe，Al／Q235扩散焊接头的组织性能，提出了合适的扩散焊接工艺参数。试验结果表明，加热温度1040～l060℃、保温时间45～60min，并保持焊接件不变形的情况下(压力p=12～15MPa)，可以获得组织性能良好的Fe3Al／Q235扩散焊接头。     

FeCrAl合金材料真空扩散焊工艺实验研究

分析了影响真空扩散焊的工艺参数,研究了电热合金材料FeCrAl扩散焊的可焊接性能,通过对FeCrAl合金层板进行真空固相扩散焊和真空液相扩散焊实验,得到适合该材料的真空扩散焊工艺参数.焊后试件拉伸实验的强度极限最高为792.376MPa,与母材相近,焊接效果良好.     

采用Cu-Sn合金镀层扩散焊焊接Q235钢

采用化学镀工艺,在Q235基材表面制备出约2 μm的Cu-Sn合金镀层,在650～800℃温度和2 MPa压力下对合金镀层试样进行真空扩散焊接试验.利用金相显微镜和扫描电镜对焊缝区进行了显微组织观察和能谱分析,用拉伸试验评价了扩散焊接接头的连接强度,并分析了金属薄板堆积成形方向扩散焊接变形情况.试验结果表明,采用Cu-Sn合金镀层可以显著提高Q235钢扩散焊接接头的性能.     

新型多功能真空焊机的研制

多功能真空焊机是集真空扩散焊、真空钎焊、真空空心阴极电弧焊及真空充氩TIG焊为一体的精密焊接设备。该设备充分利用真空资源，大大降低4种焊接方法的总体设备成本；同时利用真空空心阴极小电流条件下的电弧特点，为工件扩散焊前的表面处理提供了一种新的工艺手段；该焊机独特的串联双气缸加压系统可对被扩散焊零件进行分阶段加压与脉冲式加压，实现了钛合金分层实体制造过程中的精密连接。     

爆炸焊接界面的结合机理

爆炸焊接界面虽然同时具有熔化、扩散和压力焊的特征 ,但熔化所产生的缝隙和”空洞物”大大削弱了界面的结合强度 ,在爆炸焊接过程中 ,要尽量消除熔化的影响 ,因此本文否定了爆炸焊接传统的熔焊机理 ;而扩散焊是压力焊的一种形式 ,同时扩散也只是界面由于高压产生结合的结果 ,而不是界面结合的原因 ,所以也不宜用扩散焊接解释爆炸焊接界面的成因。试验和理论研究表明 ,爆炸焊接是一种特殊的压力焊。为了获得没有熔化的微小波状的良好界面 ,爆炸焊接装药参数应取焊接窗口的下限。     

NEW ACHIEVEMENTS ON THE THEORY AND TECHNOLOGY OF EXPLOSIVE WELDING

There are four new achievements of this work on the theory and technology of explosive welding.(1) It has been found and defined three kinds of bonding interfaces: big wavy, small wavy and micro wavy, and the micro wavy interface is the best. In a cladding plate, it is for the first time to find that the form of interface presents regular distribution.(2) Although the interface has the features of melt, diffusion and pressure welding in the mean time, the seam and "hole" brought by the melt weaken the bonding strength of interface greatly, and the effect of melt on interface must be eliminated in explosive welding, so explosive welding is not a melt weld. The diffusion welding is a kind of form of pressure welding, and the diffusion is not the reason of the bonding of interface but the result of interface high pressure. So the diffusion welding cannot also explain the bonding mechanism of it. The experiment and theory make clear that explosive welding is a special pressure one.(3) To get good interface     

线状爆炸焊焊接结合界面的显微分析

采用线爆法将铝板焊接到带有沟槽的基板上,通过金相显微镜和扫描电镜对焊接界面进行了微观分析,发现沟槽及其周围区域结合情况良好,在沟槽的结合区域内有明显的过渡层和熔化块出现,过渡层中存在金属原子的扩散现象。结合区中的熔化块是由爆炸焊接时塑性变形热形成的,过渡层实际上就是两金属间的塑性变形层,而塑性变形、高温熔化和扩散现象是实现爆炸焊接的基础和必要条件。结果表明,线爆法结合沟槽工艺可作为爆炸焊接维修方法中的重要补充,具有一定的应用前景。     

AZ31B镁合金/镀锌钢无匙孔搅拌摩擦点焊结合方式

采用无匙孔搅拌摩擦点焊和真空扩散焊对AZ31B镁合金和DP600镀锌钢板进行搭接点焊试验,利用扫描电镜、能谱仪及拉伸试验对无匙孔搅拌摩擦点焊接头与真空扩散焊接头进行微观组织及力学性能的对比分析.结果表明,镁钢无匙孔搅拌摩擦点焊接头结合方式为机械结合与冶金结合共同作用,冶金结合表现为:镁钢界面发生扩散生成由Mg、Fe、O形成的金属间化合物,镁合金中的合金元素与铁生成金属间化合物,机械结合表现为:钢像“钉子”一样插入到镁合金基体中,且在镁钢结合界面处,两种金属呈锯齿状咬合,接头抗剪切载荷平均可达10.36 kN,而只存在单纯扩散结合方式的真空扩散焊接头抗剪切载荷平均仅为2.5 kN.通过两种接头对比分析可知,机械结合对接头力学性能的贡献远远大于冶金结合,其接头结合方式以机械结合为主.     

Numeric simulation of thickness of intermetallic compounds in interface zone of diffusion bonding for Cu and Al

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｏｐｐｅｒａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｉｎｄｕｓ ｔｒｙａｎｄｔｈｅｉｒｊｏｉｎｉｎｇｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｉｎｔｈｅｍｅｔａｌｗｅｌｄｉｎｇ .Ｂｒａｚｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓａｌｓｏａｄｖｅｒｓｅｆｏｒｃｏｐｐｅｒ’ｓｔｈｅｒｍａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｒａｔｅｉｓｈｉｇｈ ,ｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｃｏｅｆ ｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｃｏｐｐｅｒａｎｄａｌｕｍｉｎｕｍａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｎｄｉｔｉｓｅａｓｙｔｏｆｏｒｍｏｘｉｄａｔ…     

钛合金板与不锈钢丝网异质接头焊接

采用不同的滚焊和真空扩散焊工艺研究了TC4钛合金板与00Cr18Ni13不锈钢丝网的异质接头的焊接问题.焊缝显微分析显示,无论是滚焊或真空扩散焊,无论焊接参数大小,都无法避免异质接头直接扩散焊时产生内应力和脆性的金属间化合物相,并形成裂纹.滚焊和较小的焊接参数只能减少焊接缺陷的产生,较大的焊接参数的扩散焊直接导致未熔合和开裂.采用中间过渡层并产生微观机械咬合的焊接接头性能较好.     

45钢真空扩散焊接时的界面变形及其作用

通过研究45钢的真空扩散焊接工艺,重点研究了焊接界面在压力作用下的塑性变形,探讨了变形率对焊接质量和工艺制定的影响.结果表明,影响45钢真空扩散焊接质量的一个重要因素是在一定压力下的变形率;当变形率超过临界值后,即焊接界面通过塑性变形达到完全弥合后,温度、压力和保温时间对焊接质量影响不明显.焊后退火可改善焊接界面区组织使强度得到保证,扩散焊接时间缩短.     

Numerical study on mechanism of explosive welding

Abstract

Explosive welding technology has been widely used in industrial production. However, there is always a controversy on the mechanism of explosive bonding, whether explosive welding should belong to a kind of mature welding such as a fusion welding or a solid phase welding. Based on the observation and analysis of the metallographs at interfaces, various opinions are proposed by different authors. This paper investigated the various mechanisms of the wavy interface formation in explosive welding and tried to determine a more reasonable one by using smoothed particle hydrodynamics method. The numerical analysis results show that explosive welding is a unique and complex kind of welding. In general cases, high pressure and melted particles can be found in the collision area at the interface. A version, in which explosive welding is a combination of diffusion bonding, fusion bonding and pressure welding, is considered as a more reasonable one.