Effect of Al 2 O3 film on weld appearance of stationary electron beam welded aluminum

Aluminum specimens with and without chemically cleaning were welded by electron beam to investigate the effect of、Al ₂ O₃ film on weld appearance. The removal mechanism of Al ₂ O₃ film during vacuum electron beam welding of aluminum was analyzed and the effect of Al ₂ O₃ film on molten pool flow behavior and weld appearance was investigated. The results showed that the weld width of the specimen was enlarged by chemically cleaning. The solid Al ₂ O₃ film transformed into gaseous Al ₂ O via the reaction with liquid aluminum at the temperature higher than 1 350 K was the main reason for the removal of the film. The weld width was narrowed down by the oxide film due to the inhibition of outward flow driven by the surface tension gradient and the drag force between the Al ₂ O₃ film and liquid Al. The weld penetration was reduced in the initial stage and then enhanced in the metastable stage.     

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。     

Microstructure and strength of the TiAl/40Cr joint diffusion-bonded with Ti-V-Cu filler metal

In this study,intermetallic TiAl and steel 40Cr diffusion bonded successfully by using a composite barrien layer Ti/V/Cu,In this case,a diphase Ti3Al TiAl layer and a Ti solid solution which enhance the strength of the joint are obtained at the TiAl/Ti interface.The interface of TiAl/Ti/V/Cu/40Cr was free from intermetallic compounds and other brittle phases,and the strength of the joint was as high as 420MPa,very close to that of the TiAl base.This method gives a reliable bonding of intermetallic TiAl and steel 40Cr.     

K465镍基高温合金电子束钎焊润湿性及界面产物

采用两种钎料对镍基高温合金进行了真空电子束钎焊润湿性试验,探讨了真空电子束钎焊主要工艺参数对钎料铺展润湿性的影响,指出电子束钎焊时束流是钎料润湿铺展的最大影响因素,并给出了钎料润湿性评定及选取.在确定优选钎料的基础上,进行了电子束钎焊搭接连接,并借助扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射分析(XRD)等方法研究了界面结构,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五种产物:大量的镍基γ固溶体和(γ' γ)共晶相,大量的富含W元素的Ni3B和CrB相,以及少量的NbC相;化合物相以细小的块状弥散分布在镍基固溶体中.     

Ti-43Al-9V-0.3Y/TC4异种材料电子束焊接(EBW)

分析了Ti-43Al-9V-0.3Y/TC4异种材料电子束焊接接头的形貌特征、相组成及工艺参数对接头抗拉强度的影响.焊缝区凝固组织以粗大的柱状晶为主,其相组成包括TiAl相、TiAl相、B2相和YAl2相.TC4侧焊缝粗大的柱状晶是以母材中的晶粒为基体连生长大的,热影响区为等轴粗大的α β组织,晶粒尺寸过渡较大.TiAl侧近缝区为一条浅色的耐腐蚀带,几乎由单一的B2相组成.分析了焊接工艺参数对接头抗拉强度的影响,焊接速度的变化对抗拉强度的影响不大,而随束流的变化抗拉强度存在峰值,在试验范围内得到的最高接头强度为209.8 MPa.     

硬质合金与钢电子束焊接接头缺陷及断裂分析

对WC-Co/40Cr进行电子束焊接试验,研究了焊缝和界面组织,同时分析了焊缝中裂纹的产生机理. 结果表明,焊缝主要由马氏体和脆性η相组成,在组织和拉应力作用下生成两种典型裂纹缺陷,一类为冷却过程中尚未凝固的液态薄膜不能填充间隙产生的结晶裂纹;一类为较大残余拉应力使得焊缝中硬脆相开裂形成的淬硬脆化裂纹. 界面由于元素扩散作用产生贫碳环境,在合适的温度梯度下会有η相包络生成. 测试接头的力学性能,发现接头平均抗剪强度为506 MPa,断裂贯穿于硬质合金热影响区、界面、焊缝处,分别呈现沿晶断裂、准解理断裂和解理断裂的特征.     

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.     

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。