电子束定点焊接304不锈钢熔池流动行为数值模拟

基于电子束焊接过程的传热与受力物理过程分析,建立相应模型,对电子束定点焊接304不锈钢的温度场与流场进行数值模拟,研究电子束焊接熔池流动行为及焊缝成形规律.结果表明,电子束加热阶段,熔池上表面温度梯度达到106 K/m,熔池表面峰值温度高,在沸点温度附近波动,强烈的金属蒸汽反作用力成为熔池流动的主要作用力,促使熔池中心下凹并不断波动,熔池冷却凝固阶段,金属蒸汽反作用力下降,熔池金属表面张力梯度引起的Marangoni对流成为熔池金属流动主要驱动力,促使焊缝表面熔宽增大,熔池凝固后焊缝上表面宽度为1.9 mm,中心处宽度为1.6 mm,下表面宽度为1.8 mm.     

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.     

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.     

空间焊接技术研究现状及展望

随着空间探索活动的不断发展,空间飞行器呈现出大尺寸和长寿命的发展趋势,由此产生了大量的空间装配、维修和维护的任务,空间焊接作为一种优势明显的太空加工方法将有着广泛的应用前景. 文中对空间焊接的背景进行了概述,对空间环境的特殊性及其对焊接过程的影响进行了总结,重点介绍了各种空间焊接方法的当前研究进展,分析了空间焊接地面模拟研究手段及当前相关设施的建设情况,展望了空间焊接的发展方向以及空间焊接地面模拟设施、焊接设备开发和远程遥控自动化焊接方面亟需开展的研究工作.     

高铌TiAl/Ti600合金电子束焊接头组织与性能

对高铌TiAl/Ti600合金进行了电子束焊接试验以便对高温钛合金与高铌TiAl合金高质焊接提供理论及试验依据,采用金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪等设备对焊接试样进行了分析.结果表明,高铌TiAl/Ti600接头极易产生裂纹缺陷.接头焊缝主要形成细针状α₂-Ti₃Al相及α-Ti相,而高铌TiAl侧热影响区呈现板条状及等轴组织形貌,Ti600侧热影响区为针状α'相.接头焊缝区硬度最大,达到586 HV,Ti600侧向高铌TiAl侧过渡过程中硬度逐渐增大,由焊缝到两侧热影响区硬度过渡梯度较大.高铌TiAl/Ti600电子束焊接头室温抗拉强度可达516 MPa,且接头断裂于偏高铌TiAl侧焊缝区,断裂性质为典型的脆性解理断裂,呈现穿晶断裂特征.     

铜合金与钢连接技术研究进展

综合介绍了铜-钢异种金属连接的研究现状和进展,着重分析了近年来用于铜-钢异种金属连接的新方法和新工艺,并且对各种连接方法存在的问题及相应的解决措施进行了系统的总结,对比论述了不同方法的特点及适用范围,对今后铜一钢焊接研究工作进行了展望.     

沉淀强化镍基高温合金熔化焊液化裂纹研究进展

沉淀强化镍基高温合金由于具有优异的高温强度和耐热腐蚀性而被广泛应用于航空发动机和工业燃气轮机的热端部件。但是这类合金在焊接过程中具有较高的液化裂纹敏感性,影响部件的使用寿命和性能。系统地阐述了沉淀强化镍基高温合金熔化焊液化裂纹的形成机理,介绍了几种控制液化裂纹的方法,包括增大焊接热输入、焊前预热、焊前热处理和添加中间层,最后指出了今后的主要研究方向。     

软金属层包覆H62黄铜构件的精密扩散连接

采用扩散焊接方法对H62黄铜及其精密波导构件进行连接,研究了工艺参数对接头质量的影响.研究结果表明:采用在黄铜表面镀覆Ag、Au等软金属中间层,在合理的工艺参数下进行扩散连接,能够获得优质的接头,构件焊后变形率小于0.2%.并且采用镀层可以有效避免焊接过程中zn的挥发,对设备不会造成有害影响.界面结合率随连接温度及连接压力的升高而增大,但焊后变形率也随连接温度及连接压力的升高而增大,需要根据构件的制造要求寻找合适的工艺规范.对镀Ag(Au)构件而言最佳连接工艺为:连接温度550℃,保温时间30(20)min,连接压力1 MPa.     

Ti600和Ni-25%Si合金钎焊接头性能及失效机理分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu非晶钎料对高温钛合金Ti600和Ni-25%Si (原子分数,%)合金进行钎焊试验,重点研究了钎焊温度对镍硅与钛合金接头组织及性能的影响,结合接头组织特征及断口结构分析阐明了Ti600和Ni-25%Si合金钎焊接头的失效机理. 结果表明,钎缝内部包含多个区域,随着连接温度从900 ℃上升至980 ℃,包含(Ti,Zr)₂Si和Ti₂Ni相的区域逐渐消失,包含Ti₅Si₃和Ti₂Ni相的区域逐渐变厚,最终占据全部钎缝. 力学性能分析表明,随着钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增大后降低. 当钎焊温度为960 ℃时,接头的抗剪强度能够达到峰值177 MPa. 在脆性Ti₂Ni相基体上弥散分布的Ti₅Si₃相颗粒破坏了Ti₂Ni相的连续性,阻碍了裂纹在钎缝内部的扩展是钎焊接头抗剪强度提升的根本原因.     

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔钎焊C/C复合材料与TiAl合金

采用(Ti/Ni/Cu)_f多层箔状钎料进行C/C复合材料与TiAl合金的钎焊,实现了良好的界面结合,保证了接头的高温力学性能。研究结果表明:钎焊过程中,首先在Ti/Ni界面处接触反应形成低熔共晶液相,Cu元素的溶解促进了钎料的完全熔化和扩散,接头组织一般为C/C/TiC/Al_2(Cu,Ni)Ti_3C/Ti(Cu,Ni)+Al(Cu,Ni)_2Ti/Al(Cu,Ni)Ti+Ti_3Al/TiAl,Ti(Cu,Ni)基体相和球状弥散分布的Al(Cu,Ni)_2Ti相是钎缝的主要组成部分。当钎焊温度较低或者保温时间较短时,由于钎缝中生成了大量的脆性Ti2Ni相,降低了接头的力学性能;当钎焊温度较高或保温时间较长时,C/C复合材料母材界面处开裂,且TiC层从母材脱落,也削弱了接头的抗剪强度。当钎焊温度为980℃,保温时间为10 min时,C/C复合材料与TiAl合金的接头室温抗剪强度达到最大值18 MPa,600℃时接头的高温抗剪强度达到22 MPa。