钢侧束偏量对QCr0.8/1Cr21Ni5Ti电子束焊接头组织性能的影响

对QCr0．8与1Cr21NiSTi异种材料对接接头进行了钢侧束偏量电子束焊接试验,采用光学金相和扫描电镜断口分析方法对接头的组织结构和连接状况进行了研究。研究结果表明,钢侧束偏量offset。的改变对接头组织结构的影响显,随offset。的增加,接头组织均匀化程度提高,焊缝中α ε相的体积比增大,但由于不均衡热输入及铬青铜的快速热传导性,导致铜侧母材的熔合状况不良。进一步的拉伸试验结果表明,随offset。的增加,接头强度急剧下降;QCr0．8／1Cr21NiSTi偏钢电子束焊接接头的总体强度不高。     

铬青铜与双相不锈钢偏钢电子束焊接头组织及相构成

对QCr0．8与1Cr21Ni5Ti异种材料对接接头进行了钢侧偏束电子束焊接试验。采用光学金相、电子探针、能谱分析和X射线衍射相分析方法对接头组织结构、成分分布及相组成进行了研究。研究结果表明,偏钢焊缝组织大部分为α＋ε支晶相,且α相的含量要高于ε相,只在焊缝顶部偏铜侧形成了少量的Cu（ss．Fe）相组织,无脆性相生成;偏钢量hs直接影响接头区的组织结构和熔接状况,hs较小时有少量的QCr0．8金属熔入到焊缝中,焊缝与QCr0．8基体的组织和成分差异较大;随hs的增加,虽接头组织均匀化程度有所提高,但由于不均衡热输入及铬青铜的快速热传导性,导致铜侧母材的熔合状况不良。hs的小范围增加即可导致QCr0．8母材的基本不熔化,形成局部焊合或未焊合的接头。     

基于响应面法的HR-2抗氢钢电子束插接焊工艺参数优化

为解决HR-2抗氢钢电子束插接焊有效熔深不足、焊缝处开裂等问题,采用BBD设计试验方案,基于响应面法建立了HR-2抗氢钢电子束插接焊焊接工艺参数(聚焦电流、焊接速度、束流、倾斜角度)与预测响应值(有效熔深、接头抗剪承载力)之间的统计模型.根据有效熔深和接头抗剪承载力的要求优化焊接工艺参数,并通过优化电子束焊接工艺参数来预测电子束插接焊的有效熔深和接头抗剪承载力,实现焊缝截面形貌与接头强度的最佳组合.结果表明,模型拟合度较好,有效熔深预测值比实测值高1.17%,接头抗剪承载力预测值比实测值高2.63%,得到较优的焊接参数为：聚焦电流2.46 A,焊接速度10.00 mm/s,束流8.20 mA,倾斜角度11°.在该参数下的焊缝有效熔深1 347.82 μm,接头抗剪承载力13.525 kN.     

TC4钛合金真空电子束焊温度场及成形性能

为研究TC4钛合金焊接接头的成形性能,采用真空电子束焊方法对TC4钛合金进行焊接。通过Ansys Workbench数值模拟软件对TC4钛合金真空电子束焊过程进行数值模拟,研究了电子束流、加速电压和焊接速度对焊接接头成形性能的影响。研究结果表明,数值模拟结果与试验结果相吻合;随着电子束流、加速电压的增大及焊接速度的减小,焊缝的熔深和熔宽随之增大;焊接接头熔合区晶粒尺寸由上至下(沿深度方向)逐渐减小,熔合区主要由针状马氏体α′相组成;焊接接头相比于母材,抗拉强度提高至103%,塑性降低,延伸率最高达到86%,针状马氏体α′相是导致焊接接头力学性能改变的关键因素。     

基于接头形状分析的电子束焊接头性能研究

为了获取性能优良的电子束焊构件,在航空领域中更好地发挥电子束焊技术的作用,文中分析了不同工艺条件下接头的形状特征,进行了接头组织及拉伸力学性能的研究。试验结果表明,调控电子束焊工艺可获得钉形、钟罩形及漏斗形等形状接头,但无法改变焊缝金属的组织形态;由于呈现近似的"熔合线平行"特征,钟罩形接头的拉伸性能比其他形状接头更理想。研究表明,电子束焊接头形状特征可作为表征高能束焊接工艺与力学性能相关性的重要因素。     

T2紫铜与10#钢异种金属电子束焊接工艺研究

对T2紫铜与10#钢电子束焊接工艺进行了初步的试验与研究。试验结果表明，焊前采用散焦电子束偏铜侧预热有利于减少热裂纹倾向、增加焊接熔深并使焊缝表面成形改善；预热后以合理的焊接工艺参数偏10#钢0．3-0．5mm焊接是保证较大厚度工件形成匀称焊缝的必要条件。     

30CrMoV9钢真空电子束焊接

针对28 mm厚30CrMoV9钢进行真空电子束焊接,通过焊前预热、焊后缓冷来避免焊缝焊接气孔、裂纹的产生。焊接接头的组织、性能试验结果表明,通过选择合理的焊接工艺参数,采用真空电子束焊接30CrMoV9钢能够获得良好的力学性能。     

束偏量及接头结构对QAl10/0Cr18Ni9电子束焊接头质量的影响

针对铝青铜和不锈钢异种金属电子束焊接,试验验证和分析了束偏量和不同的接头结构形式对接头质量的影响。二者宜采用以铝青铜作锁底、无束偏量的对中焊接方法,焊缝内、外部质量满足Ⅰ级焊缝标准,接头强度与铝青铜母材等强。以不锈钢作锁底的接头,在不锈钢热影响区一侧出现渗透裂纹。     

电子束焊接工艺参数对平板焊接形貌的影响研究

小束流电子束焊工艺被广泛应用于仪器仪表、真空器件、传感器等精密焊接领域。本文采用1 mm厚不锈钢薄板,分析了电子束堆焊焊缝的组织形貌,研究了不同电子束焊工艺参数对焊缝形貌的影响。试验表明,电子束堆焊焊缝晶粒明显细化,焊缝成分与母材基本一致,焊缝区域有断续状δ铁素体析出。随着束流的增大,熔深和熔宽呈线性增加;离焦量绝对值增大时,焊缝熔深明显减小,表面熔宽呈先增大后减小的趋势;电子束功率越大,焊缝的熔深与表面熔宽也越大;在相同的电子束功率下,加速电压越大,焊缝的熔深越大。     

Cu/Ti电子束叠加焊接对金属间化合物层的影响(英文)

对QCr0.8/TC4进行电子束焊接,研究焊缝中金属间化合物层(即IMC-layer)对接头力学性能的不利影响,提出利用电子束二次叠加焊接方式来改善接头性能的思路。结果表明,对中焊时在铜侧熔合线处形成的金属间化合物层,偏铜侧焊接时在钛侧熔合线处形成的金属间化合物层,是接头中的薄弱环节。利用电子束叠加焊接方式,须合理设计焊接顺序。先进行对中焊,再利用偏铜侧焊接,可将第一道焊缝形成的金属间化合物层破碎重熔,形成组织较好的化合物层,改善接头的力学性能。接头的抗拉强度为276.0MPa,达到了母材强度的76.7%。     

LY12铝合金电子束焊接头组织和性能研究

采用真空电子束焊对LY12铝合金进行焊接,分析了焊接速度、电子束流对焊缝组织的影响规律,并对接头拉伸性能进行了测试。试验结果表明,随着焊接速度增加或电子束流降低,焊缝组织逐步细化,接头强度增加,当电子束流为18 mA、焊接速度为1000 mm/min时,焊缝组织最细小,接头抗拉强度最高,为373.2 MPa。     

TC4钛合金电子束焊接头性能研究

对比分析了TC4电子束焊接头的金相组织、强度、塑性及硬度指标,并检测了焊缝表面及内部质量。结果表明,TC4电子束焊熔深达23～25 mm,焊缝呈钟罩形,接头成形良好,焊缝区产生大量马氏体组织;电子束焊焊缝区和HAZ区硬度高于母材的,消应力热处理后接头硬度提高;电子束焊接头强度高于母材的,塑性低于母材的,消应力热处理后焊接接头强度升高,母材的强度降低,塑性变化不大。     

钛合金与CVDNb电子束熔钎焊研究

采用钛合金一侧偏束工艺实现了TC4钛合金和CVDNb的电子束熔钎焊,采用光学显微镜和扫描电子显微镜对三种偏束距离的焊缝组织与断口形貌进行了分析,通过接头拉伸试验对接头力学性能进行了评价。结果表明:电子束偏向TC4钛合金0.2 mm、0.5 mm和0.8 mm时,焊缝成形良好,均满足QJ972-86 I级焊缝表面要求。随着电子束偏移距离的增加,焊缝状态由TC4与CVDNb均熔化转变为焊接过程中接头上部CVDNb熔化,下部CVDNb不熔化,依靠与熔化的TC4液态金属的溶解扩散作用达到钎焊连接,钎焊界面的组织主要为含Ti和Nb的扩散层组织,接头的抗拉强度达到200MPa以上,断裂发生在CVDNb母材区,为塑性断裂模式。     

小束流电子束焊焊缝黑边问题的研究与探讨

为了得到均匀、光滑、不带有黑色边缘的电子束焊焊缝,文中提出了特定的焊接工艺和在真空电子束焊接中如何降低金属蒸汽反镀工件表面的建议,以获得高质量等级的焊缝,同时节省二次加工成本,提高生产效率。以同一直径和壁厚下的316L不锈钢管型产品进行焊接试验,在不同高度聚焦焊接和表面修复工艺下,获得了高质量等级焊缝。研究结果表明,在小束流高速焊接中,上、下聚焦焊接焊缝熔宽比表面聚焦的大,而表面聚焦焊接获得的熔深大于其他2种方法。真空电子束焊接焊缝两边的黑色物质并不是金属氧化物,而是金属蒸汽镀在低温表面而形成的蒸镀膜。试验中发现,采用高温驱散法或扫描修饰工艺可以解决小束流电子束焊焊缝边缘发黑问题。     

Ni_3Al基高温合金JG4356焊接性能和工艺研究

采用真空电子束焊焊接金属间化合物Ni_3Al基高温合金JG4356,利用OM和SEM观察焊接接头的微观组织,利用EDS分析相成分,使用万能力学试验机和显微硬度仪测试焊接接头的力学性能,并观察拉伸断口的形貌。JG4356合金电子束自熔焊中,焊缝熔深和熔宽与电流成正比关系,增大加速电压和降低焊接速率有利于增大焊缝深宽,但过小的焊接速率或低电压小电流焊接会造成焊缝熔宽大于熔深。采用焊接电流10.8 m A、加速电压50 kV、焊接速度760 mm/min的工艺条件对2 mm板材进行无坡口对接焊,可以获得表面形貌良好,室温抗拉强度高于母材的焊接接头。焊接接头平均抗拉强度高达761 MPa、伸长率3.9%,断裂模式为准解理断裂;焊缝和热影响区硬度较高,平均值分别为395.8 HV和342.3 HV;母材为333.6 HV。     

牙科用钴铬合金的微束等离子焊接研究

探讨了以手工方式进行铸造钴铬合金口腔修复材料微束等离子电弧焊的可行性，试验过程电弧燃烧稳定，焊接接头充分熔透，母材与焊接连接良好，未见气孔，裂纹等缺陷。显微组织显示：焊缝与母材均为铸态的树枝状晶粒，几乎无焊接热影响区，焊接接头的电子能谱成分扫描、机械性能、显微硬度测试显示，接头成分均匀，焊缝与母材强度相当，微束等离子焊在口腔修复领域的应用前景明显优于其他熔化焊接方法。     

CLF-1低活化铁素体/马氏体钢真空电子束焊接研究

针对中国固态增殖剂试验包层模块(TBM)的结构材料CLF-1低活化铁素体/马氏体钢,开展了真空电子束焊接试验,并在740℃/1.5 h条件下进行了焊后热处理(PWHT)。焊后表面成形良好,无任何表面缺陷。基于焊缝中气孔的形成机理,通过电子束重熔焊接的方法解决了焊后存在大量链状气孔的问题。分析了焊接接头的金相组织、力学性能及各合金元素的能谱分布。结果表明,焊态和热处理态的焊缝金属中主要均由板条马氏体组成,在电子束焊接过程中各主要的合金元素也未烧损,热处理态的焊缝抗拉强度较焊态略有下降,同时韧性有所提高。基于电子束焊接试验,成功试制了TBM模块盖板模拟件。     

钛合金与铬青铜电子束自熔钎焊接头组织与力学性能

采用铜侧偏束工艺实现了TA15钛合金与QCr0.8铬青铜的电子束自熔钎焊,采用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析仪对焊缝组织进行了分析,通过接头抗拉强度对接头力学性能进行了评价。结果表明,电子束偏向铜合金1mm时,钛合金母材只有上部少量熔化,实现与铜合金的连接,而接头中部和下部的连接则通过液态金属对钛合金母材的钎接而实现连接。钎缝界面由较薄的Ti-Cu化合物层组成,主要包括TiCu、Ti2Cu3、TiCu2和TiCu4。而在铜侧焊缝内,细小的Ti-Cu化合物弥散分布于铜基固溶体上,使焊缝得到强化。接头强度达到300MPa,拉伸时断裂发生在铜合金上,呈韧窝状塑性断裂模式。     

GH3044/GH2747异种高温合金真空电子束焊接头组织和性能

针对GH3044与GH2747异种高温合金进行了电子束焊焊接,利用外观检测、射线检测、金相分析、拉伸性能等测试方法对GH3044与GH2747异种高温合金焊缝形貌、组织和性能等进行了分析。试验结果表明:采用真空电子束焊焊接GH3044与GH2747异种高温合金具有很强的优势,真空电子束焊试验件焊缝的强度均高于母材的强度,焊缝区域的显微硬度明显高于GH2747母材的显微硬度,焊缝经X射线、着色探伤等均满足航标Ⅰ级接头要求。     

铬青铜与双相不锈钢电子束熔钎焊接头形成机制

采用光学金相、能谱分析及电子探针元素分析方法对QCr0.8／1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接接头的组织结构进行了研究。研究结果表明,铬青铜与双相不锈钢电子束熔钎焊接头的焊缝组织为宏观均匀的Fe在Cu中的过饱和固溶体相,熔钎界面上部形成了与焊缝及钢侧母材连结良好的一薄的α ε相熔合过渡层,下部为钎合面。给出了铜钢异种材料电子束熔钎接头形成的结构和热作用条件,并基于组织结构分析和电子束焊接的特点,建立了QCr0．8／1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接接头形成的物理模型,探讨了其形成机制。分析认为,QCr0．8／1Cr21Ni5Ti电子束熔钎焊接头组织结构的形成是由匙孔形熔池形成阶段、熔合过渡层形成阶段、钎缝形成阶段及最终组织形成阶段组成。