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.     

电子束焊接热输入对Ti-6Al-4V组织结构的影响

利用SEM、TEM和显微硬度等方法对TC4的接头焊缝区域进行了分析。结果发现焊接热输入能量的大小与分布模式对焊缝晶粒尺寸有重要影响,焊接热输入为48.0 kJ/m表面聚焦模式时,焊缝组织较为均匀,晶粒尺寸为350 μm。随着焊接热输入的逐渐增大,焊缝结晶形态由等轴晶向柱状形态演化,粗大的针状α+β相和马氏体α'相从单向长针状转换为多向短针状。电子束的热输入模式亦对焊缝金属中的位错分布及形态有较大影响,随着热输入的增大,焊缝中产生的位错密度逐渐增大,但与母材相比仍然较少。焊缝处显微硬度随电子束焊接热输入模式的不同会有明显的变化,这可能与焊缝中形成针状α+β相的形态及分布方式有关。焊接热输入为48.0 kJ/m表面聚焦模式时显微硬度的分布较为均匀化(404-480HV)。     

电子束焊接Ti-6Al-4V接头断裂行为机制

研究了电子束焊接Ti-6Al-4V接头组织结构形态对断裂行为机制的影响。焊缝组织为大量柱状晶和等轴晶以及少量的板条马氏体,粗大的针状α+β相和马氏体α'相呈现出多向短针状,焊缝晶粒尺寸为200~350 μm,焊缝区的显微硬度值达到536 HV,焊缝晶粒粗大严重增加了组织的脆性,使其断裂易发生在焊缝区域。焊缝内部的部分微气孔充当着裂纹的起始源,同时由于气孔分布的不均匀性使其断裂裂纹的扩展路径为非直线分支型。由于α/β两相的线膨胀系数的差异,焊缝中存在的两相交错结构,亦使其断裂发生在α/β界面附近处。层错结构的存在造成强烈的位错塞积产生微孔,成为新的裂纹开裂源。     

钨合金与钢焊接研究进展

文中从钨与钢的焊接性出发,对钨与钢焊接领域的研究现状进行了总结,包括熔焊、扩散焊、钎焊等焊接技术,对钨与钢焊接研究的重点内容和发展趋势进行了讨论。在钎焊过程中通过低熔点非晶态钎料与局部加热的方式,避免整体加热带来的晶粒粗化等不利影响,在钎焊与扩散焊过程中通过合适的中间层,缓解了残余应力,避免了金属间化合物与金属碳化物的产生。在熔焊过程中通过调整能量分布,形成有效熔池,获得良好成形的接头。水下爆炸焊、化学/物理气相沉积、等离子喷涂、磁控溅射等技术能连接的钨厚度低,同时还存在孔隙率大,残余应力大,连接强度低的问题。     

Ni-Ni_3Si过共晶合金的电子束焊接焊缝成形研究

对2 mm厚的Ni-Ni_3Si过共晶合金板材进行了电子束焊接。分析了电子束焊接过程中焊接速度和束流大小对焊缝成形的影响,研究了焊接热输入保持恒定时,束流大小与焊接速度对焊缝成形的贡献。在该研究范围内,随着焊接束流的增加,焊缝正面熔宽、背面熔宽和背宽比均增加,焊缝形貌由酒杯状向梯形转变;随着焊接速度的增加,焊缝正面熔宽、背面熔宽和背宽比均减小,焊缝形貌由梯形向酒杯状转变;固定焊接热输入,随着焊接规范的增大,焊缝正面熔宽减小,背面熔宽和背宽比增大。     

国内外电子束钎焊及其数值模拟研究动态

综述了国内外电子束钎焊的研究概况,以及电子束钎焊温度场及应力场数值模拟的研究发展动态。简述了电子束钎焊的应用及国内外研究者在电子束钎焊热过程研究中已取得的部分成果,指出数值模拟技术在电子束钎焊热作用过程研究中的重要作用。但是,由于数值模拟研究方法使用中对问题的抽象与简化,使得对实际复杂焊接结构的计算精度还有待提高。特别是鉴于电子束钎焊过程的快速高效局部热作用,开展其应力场以及结构应力缓和控制方面的深入研究就显得尤为重要。