Effect of forced cooling on weld appearance and microhardness of electron beam welded QCr0.8 alloy

Electron beam welding of QCr0.8 chromium bronze was investigated to improve weld appearance and reduce the size of softened zone of the joints. Effect of forced cooling on weld appearance and microhardness of the joints was studied by both experiment and numerical simulation. Both welding with and without forced cooling were conducted and analyzed comparatively. The results showed that a quasi steady state temperature field and a large temperature gradient perpendicular to welding direction could achieved by forced cooling. A consistent weld width throughout the entire weld and smooth surface for both the top and bottom was achieved by forced cooling process. The width of softened zone of the joint was reduced from 2.6 mm to 1 mm by forced cooling.     

焊接工艺对高铌Ti3Al合金电子束焊接接头显微组织和显微硬度的影响

利用OM,SEM,XRD,TEM和显微硬度等方法对电子束焊接Ti3Al 高铌金属间化合物接头区域的显微组织特征进行了分析.结果发现:焊缝区域组织主要为有序亚稳态残余β相(B2相),其结晶形态为胞状束晶,焊缝区域存在一定程度的层状偏析;热影响区晶粒长大明显,晶粒的多边化过程不充分;熔合区和热影响区的显微硬度显著高于母材,焊缝中心区在整个焊缝部分硬度最低.     

电子束焊接过程温度应力场三维有限元仿真

利用MSC．MARC有限元分析软件，在考虑电子束焊接匙孔效应基础上，采用双椭圆热模型，通过增大热传导系数、降低弹性模量和屈服强度的方法来模拟焊接过程中流体的流动效应，并采用自编子程序模拟了热源移动的过程，给出了铝锂合金电子束焊接过程中的温度应力场分布。计算结果表明：铝锂合金电子束焊接时，电子束热源对焊缝热冲击较大，焊缝附近处最高温度可达1300℃左右，三维方向上存在巨大温度梯度，成为热应力集中产生的根源。同时分析了焊缝不同位置处的等效应力演化过程，发现焊缝初始端应力剧烈振荡，处于复杂的三维应力状态，且自始至终高于焊缝的其他位置处的应力分布，成为接头区域薄弱环节。     

[例46]异种金属电子束焊接技术在发动机制造中的应用

正单一金属结构通常很难满足工业生产的需求,而异种材料的焊接结构能够兼有两种材料的优点,能最大限度的降低成本和提升结构性能。在航空航天发动机制造中常采用异种金属的组合结构来保证其冷却高强与轻量化的综合性能。异种金属焊接一直是焊接领域的热点与难点之一。异种金属间的热物理性能与化学结晶性能的差异导致其焊接冶金相容性差,易在接头处萌生裂纹,弱化了焊接接头性能。基于异种金属的冶金特点和焊接结构特征,通常采用钎焊及固相连接的方法来解决异种金属的连接问题。目前,异种金属的熔焊连接     

TA15钛合金与304不锈钢的电子束焊接

对TA15钛合金和304不锈钢的电子束焊接进行了研究,对接头显微组织、相组成和显微硬度进行了分析.结果表明,TA15与304不锈钢电子束焊接性较差,在较小的热应力下即在焊缝内产生大量裂纹.焊缝内生成连续分布的化合相,主要包括TiFe2,TiFe,Cr2Ti等,脆性化合物的产生是裂纹形成的根本原因.焊缝区内显微硬度明显高于母材,且TiFe2的硬度高于TiFe相,贯穿裂纹在TiFe2相富集的区域产生.二者的直接电子束焊接难以实现,需要添加中间层以改善焊缝的冶金条件,改变化合物的种类和分布,从而实现可靠连接.     

电子束熔覆大面积均匀束斑设计及试验

文中利用角度等分和热作用等分原理,通过理论计算设计出投影波形束斑模型,该束斑模型具有扫描区域内能量均匀分布的特点.对所设计的投影波形进行离散化处理,利用最小二乘法对波形进行拟合,生成电子束设备数控系统能够识别的图形.针对常用的典型波形和理论计算的投影波形,分别在铌合金硅化物涂层上进行束斑波形均匀性试验.结果表明,投影波形熔覆处理区域在表面均匀性、表面平整性和表面颗粒均匀性等方面,均优于常用典型波形.     

硬质合金与钢焊接技术的研究现状

本文概述了硬质合金与钢焊接中的问题及难点,介绍了硬质合金与钢焊接的国内外研究现状。其中,钎焊和扩散焊是目前连接硬质合金与钢的主要方法,但其接头使用温度受到限制,接头形式也比较单一;而通过采用特殊焊接工艺及焊接材料,利用普通熔焊方法和高能束焊接方法也能实现它们之间的连接,但是在其焊接接头处极易产生裂纹缺陷。因此,这些方法都不能满足使用要求,要获得硬质合金与钢的可靠焊接接头,应从焊接工艺和焊接材料两个方面做进一步的研究。     

Influence of Aluminum Content on the Microstructure and Properties of Electron Beam Welded Joints of TiAl/ TC4 Alloy

研究了不同工艺参数下TiAl/TC4异种材料电子束焊接接头组织和力学性能,分析了焊缝中Al元素含量对焊缝组织和接头力学性能的影响。对中焊时焊缝区主要以α-Ti3Al相和α-Ti相为主,还包含少量B2相和YAlx相。焊缝中TiAl母材熔化量约为1/3,TC4母材约为2/3,Al质量分数约为28%,较高的Al含量促使形成脆性α相,降低了接头局部位置的塑韧性。对中焊时接头抗拉强度普遍不高,断裂为典型的脆性穿晶及准解理断裂。当电子束向TC4合金一侧进行焊接时,焊缝中Al含量进一步降低,接头组织得到改善,可提高接头的力学性能,偏移量hs=0.2mm时接头最高抗拉强度为422.2MPa。     

硬质合金与钢电子束焊接接头组织及性能

通过预置镍基金属填充层进行了硬质合金与钢的偏钢侧电子束焊接,获得了无裂纹缺陷的焊接接头.焊接接头为“半钉形”熔-钎焊接头,硬质合金/焊缝界面及钢/焊缝界面均形成了较好的冶金结合,且硬质合金母材发生微熔,部分WC颗粒进入焊缝中.结果表明,硬质合金侧界面处获得了y(Fe,Ni)固溶体组织和以W2C及Fe3W3C为主的“鱼骨状”碳化物组织,钢侧热影响区为典型的马氏体组织.焊缝中含有较多的Fe,Ni元素,且Ni元素向硬质合金侧界面处发生了扩散;接头最高抗拉强度可达560 MPa,最高抗剪强度达到460 MPa,断口为明显的准解理断口.     

钢侧偏束电子束焊接纯铝/Q235异种金属接头试验

采用钢侧偏束电子束焊接方法对铝/钢异种金属接头进行了连接,对接头组织和相组成进行了分析,并对接头抗拉强度进行了了测试.结果表明,钢侧结合良好,焊缝组织均匀,铝侧熔合区存在过渡层,其内有金属间化合物层存在.适当的钢侧偏束量能够提高接头强度,在文中试验范围内,在偏束量为0.5 mm时获得了相对最高的抗拉强度69 MPa.金属间化合层的存在弱化了接头强度,断裂呈脆性特征.