焊后消应力对TC4钛合金电子束焊接接头组织和性能的影响

研究去应力退火和完全退火两种热处理状态下30 mm厚TC4钛合金电子束焊接接头的组织和性能。结果表明：两种热处理状态下,接头的组织构成类似,BW区以等轴α相+板条状α相与晶间β相组成的双相组织,HAZ区由初生α相、针状马氏体α′相以及板条状α相和β相的双相组织组成,WM区主要由大量的针状马氏体α′相和少量分布在原始β晶界的α相组成。与去应力退火状态相比,在完全退火状态下,接头整体组织更加均匀,α相球化程度更高,抗拉能力更强,抗冲击性能更弱。     

方形焦斑聚光硅太阳电池的栅线设计

本文讨论了方形焦斑聚光硅太阳电池栅线的最佳设计问题,对2×2cm~2、2.5×2.5cm~2和3×3cm~2太阳电池的反方形栅线图形进行了最佳化处理,利用分布参数法对功率损耗进行了计算,给出了50个太阳、75个太阳和100个太阳下反方形栅的最佳栅线尺寸和功率损耗值。由于栅线结构的改进,电池的能量转换效率增益可达3.5％(50个太阳)。当栅线尺寸偏离最佳设计时,文中绘出的等功率损耗曲线能预示太阳电池输出功率将会受到的影响。     

TC4钛合金承重框双道双侧不等熔深EBW接头研究

针对140mm厚TC4钛合金镂空承重框的结构特征提出双道双侧不等熔深的电子束焊接（EBW）方案,进行焊接试验并对接头组织性能进行了分析。发现焊缝区组织性能在厚度方向有较明显的不均匀现象,两道焊缝根部重叠区是最值得关注的部位。两道焊缝根部重叠区存在大量针状α′相和点状离散分布的β相,针状相短小、相互交错现象明显;接头中其它焊缝区域观察到针状α′相和分布在原始β晶界的α相,但板条较长且排列具有较明显方向性。两道焊缝根部重叠区显微硬度比接头其它焊缝区域显微硬度（341HV~346HV）高出约10%。两道焊缝根部重叠区的焊缝室温冲击功比接头中其它焊缝区域室温冲击功（约47J）低约11%。两道焊缝根部发生重叠的区域焊接接头抗拉强度最低。结合有限元仿真发现大厚度TC4双道双侧不等熔深EBW接头焊缝根部重叠区在900℃附近冷却速度高于焊缝其它区域,是导致重叠区域与焊缝其它区域之间组织性能差异的重要原因。接头拉伸都断裂在母材区。研究表明采用双道双侧不等熔深EBW焊接方案制造大厚度镂空钛合金承重框是可行的,建议实践中可采取提高母材厚度方向组织性能均匀性、严格控制两道焊接之间时间间隔等措施。     

30 mm退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能研究

为了提升钛合金的焊接效率和质量,采用电子束焊接方式对30 mm退火态TC4钛合金进行焊接试验,并对焊接接头进行力学性能检测、显微组织分析及残余应力测试,通过扫描电镜对断口形貌进行分析,研究完全退火态TC4钛合金EBW接头组织与性能。结果表明,接头焊缝区由针状马氏体α′相和分布在原始β晶界的α相组成,接头热影响区由初生α相、针状马氏体α′相以及少量β相组成。EBW接头抗拉强度平均值略高于母材,EBW接头第二层焊缝区及热影响区冲击功均低于母材,同时两种接头断口形貌均发现大量韧窝,为韧性断裂。接头最大残余拉应力值约为150 MPa,在平行和垂直焊接方向,残余拉应力最大值均出现在焊缝上表面附近区域,而残余压应力最大值均出现在焊缝下表面附近区域。