钛/钢异种金属焊接存在问题及研究现状

钛与钢由于物理-化学性能的差异较大,熔化焊时接头容易产生金属间化合物而使接头性能下降.分析了钛/钢异种金属焊接存在的问题,并总结了钛/钢异种金属采用熔化焊、固相焊以及钎焊连接的研究现状.采用固相焊和钎焊能够避免熔化焊时带来的问题,从而获得强度较高的接头,但熔化焊方法,特别是高能束焊接方法仍然是实现钛/钢异种接头可靠连接并满足实际生产需要的最有前景的连接方法.     

W6钢电子束焊后表面重熔硬化

高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性的特殊工具钢.对于进行过球化退火的高速钢,其显微硬度损失较大,严重影响其应用.为恢复球化退火W6Mo5Cr4V2高速钢表面的显微硬度,同时保证其内部良好的韧性不受影响,采用电子束表面重熔对其表面进行硬化.结果表明,重熔表面整体呈现平整光滑状态,存在小尺寸熔坑,重熔层内部呈现胞状树枝晶组织,主要由马氏体、残余奥氏体、晶间网状M₂C共晶碳化物以及细棒状MC碳化物组成,呈现不均匀的条带状分布,在重熔区边界存在未熔碳化物,在重熔区中心区域碳化物均匀性较高,并对晶间碳化物的形成机理进行了分析.经过电子束表面重熔,由于晶内针状马氏体以及晶界脆性碳化物生成,W6Mo5Cr4V2高速钢表面的显微硬度由283 HV提高到800 HV以上,母材的显微硬度恢复效果显著.     

电子束填丝工艺对堆焊焊缝成形的影响

利用电子束填丝焊工艺在304不锈钢基体表面堆焊低碳钢焊丝获得堆焊层,并系统地研究了影响堆焊层成形质量的主要工艺参数.重点讨论了束流、焊接速度、送丝速度、填丝角度和填丝方位对堆焊层宏观质量的影响规律.结果表明,焊接热输入和送丝速度的匹配是决定焊缝成形的最主要因素,在相同工艺参数下,焊缝宽度取决于束流,束流越大,焊缝越宽,填丝角度影响着焊缝熔深,随填丝角度的增大,熔深逐渐增大,而采用前置填丝方位更易保证焊接过程的稳定及焊接精度.     

钛/铜合金连接技术研究进展

实现铜合金与钛合金异种材料的有效连接既能满足导热性、耐磨性、耐蚀性的要求,又能满足轻质高强的要求,将拥有广阔的应用前景。综述了铜合金与钛合金异种材料的连接现状,主要涉及扩散焊、爆炸焊、摩擦焊及钎焊等方法,同时指出了这些方法的特点、最新进展及适用性。     

电子束钎焊修复K465镍基高温合金叶片

采用自制镍基钎料进行了K465镍基高温合金叶片模拟件的真空电子束钎焊,研究了开贯通槽(磨掉全部裂纹)和开非贯通槽(磨掉80%～90%裂纹)的两种开槽方式对叶片模拟件接头产生裂纹的影响,分析发现开贯通槽试件很少产生裂纹而开非贯通槽试件都产生裂纹.借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等方法分析了接头界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布.结果表明,在界面反应层中生成镍基γ固溶体,NiSi,NiB,NiAl和NiSi五种产物.     

真空电子束焊接35CrMnSi钢

对35CrMnS i钢电子束焊接进行了研究.结果表明,电子束焊接接头成形良好,无焊接缺陷产生.焊缝完全奥氏体化,在随后的快速冷却后形成以板条马氏体为主,并有少量残余奥氏体的组织.热影响区分为过热区、正火区和不完全淬火区,过热区为粗大马氏体组织,正火区为马氏体和贝氏体混合组织,而不完全淬火区为马氏体和铁素体混合组织.接头...     

电子束焊接QCr0.8/TC4焊缝反应层结构及成长分析

QCr0.8/TC4偏铜电子束焊接焊缝由熔合区及反应层组成,其中反应层的组织结构、相组成和反应程度是影响接头抗拉强度的主要因素.参考扩散理论,利用Fick第一定律计算了稳态扩散时Cu,Ti两种组元在界面处的扩散通量比.反应层中优先生成CuTi化合物,其在反应层中为连续生成及分布.通过能谱分析得出反应层的组成依次为Cu CuxTi区,CuTi基固溶体区.其中CuxTi为多种化合物的混合,如Cu4Ti,Cu3Ti,Cu2Ti等.由于电子束焊接接头冷却速度极快,TC4侧靠近熔合线处来不及生成第二相化合物,因此反应层处形成的连续金属间化合物CuTi层使该处变得硬脆且残余应力较大,成为影响接头力学性能的主要因素.     

采用Fe-30%Ni中间层电子束焊接硬质合金与钢

对YGH-60硬质合金与45钢添加Fe-30%Ni中间层进行真空电子束焊接试验,对接头显微组织相组成、显微硬度和断裂形式进行分析。结果表明,YGH-60硬质合金与45钢的电子束焊接性很差,添加含Ni中间层后能够阻碍Fe与C的相互扩散,抑制脆性相的产生。且Ni塑性好,有利于松弛焊接过程中的内应力,从而缓和硬质合金和钢的线膨胀系数和导热系数不同引起的较大热应力,提高接头抗裂性。使用中间层中含Fe 53%,过多Fe元素则会削弱Ni的优化作用,在电子束焊接的高温环境下与周围WC颗粒反应生成Fe_2W_4C脆性相,大量存在于WC表面,在硬质合金/中间层界面处有带状的固溶体混合物,这些带状固溶体相和脆性相会降低接头的力学性能。接头拉伸强度不高,平均拉伸强度为66 MPa,断裂发生于硬质合金与中间层界面处,接头断裂形式为准解理断裂。硬质合金熔化量较少,难以与中间层充分熔合,形成具有较好力学性能的接头。     

电弧力对TIG焊接熔池液面形态影响的数值模拟

在建立TIG焊接熔池液面三维形状模型基础上,对电弧力作用于熔池液面进行了表征,采用Surface Evolver有限元分析软件进行数值模拟,研究了电弧力对TIG焊接熔池液面三维形态的影响.得到了有电弧作用时,熔池的三维形态和熔池各液面参数随电弧力大小变化的规律.结果表明,在熔池形状一定时(正面、背面熔化区域半径和板厚一定),电弧力的作用深度增加会引起熔池上、下液面和固液面的表面积均增加,其中电弧力的大小对TIG焊接熔池的上液面影响程度大于下液面.这些分析结果为探讨TIG焊接熔池的各类问题提供了基础.     

钛合金电子束焊熔宽PID控制系统建模与仿真

由于焊接过程的复杂性,因此很难得到熔池动态过程的解析数学模型,使得焊接过程建模成为焊接过程控制的一大难题．为了建立电子束焊熔池动态过程模型,采用阶跃响应法确定出了钛合金电子束焊电子束流与熔宽的数学模型的类型和结构,计算出了该模型的参数,建立了电子束流与熔宽的传递函数模型．利用获得的电子束流与熔宽的数学模型,采用Z-N经验公式法确定出了PID控制器参数,在此基础上利用MATLAB／SIMULINK建模与仿真平台建立了钛合金电子束焊熔宽PID控制系统模型,并对该模型进行了仿真试验．结果表明,所设计的控制系统动态性能和稳态性能良好．