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。     

氦气保护超低真空电子束焊接束流散射及焊缝形貌分析

为了解决低真空和局部真空电子束焊接时,电子束严重散射而引起的熔深、熔宽降低和焊接过程不稳定的问题,文中研究了加速电压为100 kV,束流为60 mA,真空度在133.32 ~ 1 333.2 Pa变化时的电子束和焊缝形貌的变化规律,并提出了同轴氦气保护的焊接工艺方法. 结果表明,在进行低碳钢材料的焊接时,整个工艺过程稳定,得到了焊缝熔深为30 ~ 40 mm,大深宽比的电子束焊接接头.     

异种材料真空电子束焊接研究现状分析

真空电子束焊接具有高能量密度、束斑直径和位置精确可控,焊接残余应力小,焊缝无污染等优点,因此,电子束焊接在异种材料连接领域的应用成为近年来研究的热点,并取得了大量的研究成果,部分已经在工业生产中得到了应用.由于电子束焊接属于熔化焊接,因此在异种金属连接中也存在冶金过程带来的困难.文中对异种材料的真空电子束焊接的研究现状进行了分析,对不同类型的异种材料接头真空电子束焊接中存在的问题和解决方法进行了总结,并提出了今后异种材料真空电子束焊接的研究重点.     

16mm厚纯钼真空电子束焊接焊缝成形特征

采用真空电子束焊接方法对纯钼材料进行焊接,对焊缝成形特征进行分析。通过光学显微镜对焊缝微观组织进行分析,同时对不同焊接工艺参数下各个熔池形貌的比较,讨论了焊接速度、焊接电流对焊缝成形规律的影响。结果表明,采用真空电子束焊接的纯钼焊缝晶粒长大现象严重;焊接速度和焊接电流是影响焊缝熔深、深宽比的重要因素。     

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。     

镁合金电子束焊接接头微观组织特征

镁合金熔点低、热导率高、线膨胀系数大、表面张力小,焊接后易出现夹杂、脆性相和气孔等.针对以上问题,进行AZ61镁合金真空电子束焊接研究.对优化工艺条件下电子束焊接接头的微观组织、相结构和硬度分布进行了详细分析研究.结果表明,AZ61镁合金电子束焊接接头成形良好,没有明显的热影响区,焊缝狭窄,焊缝为细小的等轴晶,晶粒尺寸5～10μm;焊缝区域主要由细小的α-Mg和Mg17Al12相组成.焊缝硬度高于母材,说明电子束焊接是焊接AZ61镁合金厚板材料的有效方法.     

AZ61镁合金真空电子束焊接温度场数值模拟

对板厚10 mm AZ61镁合金板材进行了真空电子束焊接数值模拟研究.利用有限元模型以及三维移动双椭球热源模型,采用数值模拟的方法研究了电子束流与焊接过程温度场及焊缝熔深之间的关系.结果表明,建立的模型能够获得电子束深熔型焊接的效果,模拟焊缝成形及焊缝区、热影响区温度场分布与试验焊缝成形及实际电子束焊接特点较为一致,这也证明了该模型在AZ61镁合金电子束平板对焊有限元模拟中有较好的适用性.     

镁合金真空电子束深熔焊接及焊缝成形数值模拟

对10mmAZ61镁合金板材进行了真空电子束深熔焊接数值模拟研究.考虑到焊接过程中高温金属蒸气等离子体的热效应及真空电子束焊接"匙孔"深熔热效应特征,建立了高斯面热源与双椭球体热源复合的移动热源模型,采用数值模拟的方法研究了镁合金真空电子束焊接温度循环特征及不同焊接工艺对焊缝成形的影响.结果表明,建立的复合热源模型能够获得电子束深熔焊接的效果,并可模拟不同焊接工艺下的温度场分布与电子束热源作用下的焊缝成形,这也证明了该模型在AZ61镁合金电子束平板焊接的热效应模拟中有较好的适用性.     

半封闭管类零件电子束焊缝缺陷修补

针对起落架半封闭管类零件多采用真空电子束焊接,该类零件均为深盲孔环缝焊接,传统手工焊返修缺陷影响焊缝力学性能.通过重新找准原焊缝中心,制作工艺垫环,合理地进行装配,采用原参数电子束焊重熔焊缝的方法,可修补半封闭管类零件电子束焊缝缺陷.在保证材料厚度不变的情况下,重熔焊缝后熔宽、余高与原焊缝的基本相当,仅会再次产生横向收...     

1Cr13和ZG15Cr2Mo1异种钢真空电子束焊接实验研究

选用ZG1Cr13和ZG15Cr2Mo1两种不同铸钢材料,采用真空电子束焊接方法进行实验研究。结果表明:射线探伤检验,中压电子束焊接合格率优于高压电子束焊接;从焊缝宏观缺陷分析,中压电子束焊缝的缺陷数量和种类明显少于高压;从力学性能比较,中压比高压电子束焊接接头力学性能要好,尤其是冲击性能。     

6061铝合金焊接接头的组织与性能分析

通过金相技术、力学性能试验和SEM技术研究了6061-T6铝合金真空电子束焊接接头的金相组织、力学性能和断口形貌特征.结果表明:焊接接头的拉伸强度低于母材.预热和重熔可以同时降低电子束焊接接头的强度和塑性,尤其对接头的塑性影响更大.焊缝区和热影响区的硬度均低于母材,预热和重熔可以降低焊接接头的硬度.焊缝区组织主要为等轴晶和树枝柱状晶,熔合区组织主要为柱状晶.预热和重熔使得焊缝区的晶粒组织变得粗大,焊接接头的拉伸断口断面上分布的韧窝尺寸较小,且韧窝的大小接近,未发生明显的塑性流动,呈现出铸态断口特征.     

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。     

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。     

核电厂控制棒导向筒半方管真空电子束焊接的试验研究

百万千瓦级核电站控制棒导向筒中半方管采用真空电子束进行焊接.本文制定了合理的试验方案,对真空电子束焊接的热循环曲线与焊缝及附近区域残余应力的分布进行了试验测量,并分析了其热循环与残余应力的特征,为更好的控制焊接质量与制造精度提供依据.     

TC4钛合金的电子束焊

采用真空电子束焊接工艺焊接TC4钛合金，通过显微组织观察、显微硬度测试以及进行冲击试验，分析了焊接接头显微组织、性能以及焊缝中气孔的形成。结果表明：采用真空电子束焊焊接TC4合金时焊缝中有气孔产生．焊缝金属的硬度值比母材金属的高，但冲击值低于母材的；焊缝和热影响区中较粗大的原始β相一部分转变为过饱和的针状马氏体；焊缝中心有少量的针状α＇相，并形成了编织状α组织。     

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。     

电子束焊接热效应对镁合金焊缝显微硬度的影响

研究了真空电子束焊接热效应对AZ91D和AZ31B镁合金焊缝显微硬度的影响机制,实验结果表明,真空电子束焊接热效应对AZ91D、AZ31B镁合金焊缝均有不同程度的强化作用。当焊接热输入较大时,影响AZ91D镁合金焊缝硬度的主要因素为因Mg元素烧损而产生的强化相变化,焊接热输入越大,焊缝中的Mg元素烧损增加,使Al元素含量(质量分数,下同)逐渐增加,从而在焊缝中生成了更多的强化β相,使焊缝硬度得到提高,产生的强化相越多,焊缝硬度相对越大;当焊接热输入较小时,影响AZ31B镁合金焊缝硬度的主要因素为焊后冷却速度,焊接热输入越小,焊后冷却速度越快,焊缝晶粒越细小,焊缝硬度相对越大。     

镁合金真空电子束焊接匙孔热效应数值模拟

分析了镁合金真空电子束焊接过程中的匙孔热效应特征,针对真空电子束焊接工艺建立了适用于镁合金焊接的复合热源模型.考虑到焊接过程中存在的高温金属蒸气等离子体及真空电子束焊接"匙孔"深熔效应特征,模型由高斯面热源和圆锥体热源复合而成,利用高斯面热源功率分配系数和圆锥体热源功率分配系数的不同取值,模拟电子束焊接的不同聚焦状态,并得到电子束聚焦状态与散焦状态下的焊接温度场变化,进而通过计算得到聚焦状态变化下的匙孔形状和焊缝成形.结果表明,模拟结果与其具有较好的一致性.     

铝合金电子束焊中的几个问题

前言电子束焊接的铝合金接头具有较高的使用性能,特别是机械性能。这是由于和常规焊接方法相比,电子束焊接具有真空这一理想的保护条件和极高的能量密度的缘故。但是,真空环境和极高的能量密度也给铝合金焊接带来了一系列特殊问题。本文从焊缝成型和穿透特性,焊缝成分和元素蒸发,合金成分和气孔倾向等三个方面介绍电子束焊接铝合金的试验结果及几点看法。     

大厚度K4169高温合金电子束焊接工艺

通过对大厚度K4169合金真空电子束焊接工艺试验研究,优化了工艺参数,分析了焊缝表面成形及焊接接头组织、力学性能。结果表明:K4169合金具有良好的电子束焊接性能,焊缝区形成层状组织,时效处理后焊缝抗拉强度远远高于母材的抗拉强度。