毛细管板结构电子束钎焊温度场研究

用电子束扫描加热的方法对具有毛细管板接头的不锈钢结构件进行钎焊是非常有效的。本文通过有限元分析的方法讨论了不同电子束扫描轨迹对钎焊温度场的影响;通过工艺试验结果与模拟结果的比较,证明了二者具有较好的一致性。     

真空电子束钎焊温度场数值模拟

针对不锈钢毛细管板类结构件真空电子束钎焊的特点，利用ANSYS软件建立了一个三维有限元分析模型对电子束钎焊温度场进行模拟。通过将热电偶测得的工件表面温度与有限元分析结果比较，证明所建模型的合理性。利用该模型对不锈钢圆板电子束钎焊温度场进行了预测，证明通过电子束扫描加热方式可以得到钎焊所需的局部均匀温度场。     

电子束扫描加热温度场的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件对不锈钢薄板电子束扫描加热温度场进行模拟,计算比较了6种轨迹扫描后的温度场,研讨了电子束扫描顺序、束流、束斑直径、扫描频率、加热时间对温度场的影响.     

基于虚拟仪器的真空电子束钎焊系统

建立了一套基于虚拟仪器的真空电子束钎焊系统.利用该系统可对电子束扫描轨迹、扫描方式、能量配比等进行离线编辑和在线调节,实现复杂结构真空电子束钎焊及其焊接过程的全自动闭环控制.     

BNi-2钎料真空电子束钎焊

探讨了真空电子束钎焊过程中电子束钎焊工艺参数对钎料润湿性和试板温度场的影响作用,以及BNi-2钎料钎焊不锈钢时的接头组织。获得了真空电子束钎焊优化工艺参数,为不锈钢结构件的真空电子束钎焊工艺提供了理论依据。     

基于扫描轨迹控制的电子束加工技术

在通用真空电子束焊机的基础上配置两对电子束偏转线圈、工控机(IPC)、NI多功能数据采集卡、功率放大器以及虚拟仪器软件LabVIEW,构建一个电子束扫描控制系统.利用该系统可对电子束扫描轨迹、扫描频率以及加热区域电子束能量密度的分配进行离线编辑,以及对扫描轨迹、电子束束流进行实时调节和控制.使用该系统进行了不锈钢毛细管板结构的钎焊试验;对铌钛异种合金采用不对称热输入的扫描加热方式进行焊接;对于不能直接焊接的异种金属(如Re-Ti),可使用本系统的扫描加热技术,通过粉末冶炼制备中间过渡层.     

不锈钢毛细管管板接头真空电子束钎焊温度场模拟

针对管板接头构件的电子束钎焊特点,建立了一个三维的有限元分析模型,利用ANSYS软件进行了钎焊温度场模拟,分析了各规范参数对温度场的影响。选用设定的参数对工件进行钎焊,并用热电偶对工件表面温度进行测量,测量与模拟分析的结果有较好的一致性,证明所建立的模型是合理的。     

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.在确定优选钎料的基础上,进行了电子束钎焊搭接试验,研究了界面结构,确定了界面反应产物及其形态分布.     

毛细管板接头真空电子束钎焊工艺

应用自制柔性化电子束钎焊系统对毛细管板接头的钎焊工艺进行了研究,探讨了钎焊工艺参数对钎料扩散深度以及钎脚高度的影响规律.结果表明,随着电子束输入功率或功率密度的加大,钎料向毛细管壁的扩散深度逐渐增大,钎脚高度的增长趋势显著.     

电子束面加热控制系统

设计了一种可编程电子束扫描控制系统,能够使电子束偏摆产生各种图形.该系统的控制软件能够计算、控制电子束偏摆获得所要的波形.使用本系统,温度梯度可以很精确地调整,且误差比较小.该系统适用于电子束硬化、重熔、钎焊和表面改性处理.     

电子束熔覆改性技术扫描波形设计

根据电子束扫描特性,设计电子束熔覆改性试验所用波形,利用该波形进行钛合金表面熔凝和硅化物涂层重熔试验,研究了扫描波形对电子束单道熔覆能量输入均匀性的影响。结果表明,电子束熔覆过程中熔池表面温度场均匀性是扫描波形、电子束束斑品质、扫描频率和工艺参数综合影响的结果,所设计波形可用于电子束熔覆表面改性技术,改性层厚度均匀一致,扫描波形是影响电子束熔覆过程中熔池表面温度场均匀性的关键因素。     

BNi-2非晶钎料钎焊高铌TiAl合金与GH3536合金接头组织与性能

采用非晶态BNi-2钎料成功实现了高铌TiAl合金与GH3536合金的连接,获得良好的钎焊接头。钎焊接头的典型界面组织为TAN/B2+τ3/τ4+（Ni-Ti）-B/γ+（Ni-Ti）-B+CrB+G相/GH3536。通过分析钎焊温度对接头界面微观组织的影响,表明BNi-2钎料中B元素的扩散以及GH3536合金向液态钎料中的溶解对界面组织结构演变起着至关重要的作用。而随着钎焊温度的升高,扩散IV区逐渐消失,接头由4个区域变为3个区域,τ3/τ4化合物层及钎缝区域均逐渐增厚,黑色CrB相发生粗化,细小点状（Ni,Ti）-B含量减少。1 160℃保温10 min时,所获得的钎焊接头最大室温及高温（700℃）抗剪强度分别为~106.8 MPa和~76.2 MPa,其剪切强度降低约28.6%,接头均呈现脆性断裂模式。接头形成过程可以划分为固相扩散、液相生成、等温扩散凝固和残余液相析出4个阶段。     

大间隙钎焊用混合粉状高温镍基钎料的润湿性和显微组织

用一种含Al,Ti元素的镍基钎料粉末与γ’相沉淀强化型镍基高温合金FGH95的粉末混合,制备了大间隙钎焊用混合粉状高温镍基钎料。实验表明,采用合适的混合比例,混合粉状钎料对1Cr18Ni9Ti不锈钢具有较好的润湿铺展性。该混合钎料所获得的钎缝金属的合金化效应显著,Al+Ti合金元素的最大含量达到了5.49%。焊态钎缝中,除Nb,W等个别元素外,其他主要强化元素无明显偏析,且经1180℃/4h扩散处理可消除合金元素的偏析。钎缝金属的组织状态较为均匀,基体为等轴γ固溶体枝晶,枝晶间分布有颗粒状、短条状的化合物相以及少量的γ+γ’共晶组织。另外,在γ固溶体中分布着大量弥散细小γ’沉淀强化相。     

镍基非晶态及晶态钎料真空钎焊时母材在钎料中溶解特性的研究

以高温钎焊时液态钎料对母材溶解厚度的定量计算模型为基础，考察了采用Ｎｉ８２Ｃｒ７．５Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分的镍基非晶态及晶态钎料真空高温钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢时钎料对母材的溶解特性，深入研究了钎焊温度、钎焊保温时间以及钎焊间隙等参数对母材溶解厚度的影响。结果表明，钎焊温度对母材溶蚀的影响比钎焊保温时间剧烈，而钎焊间隙增加明显促进了母材的溶解，采用母材溶解厚度计算模型可对溶蚀控制条件下的钎焊规范及钎焊间隙等参数进行优化匹配。     

一种低温低漏率高可靠的飞轮钎焊工艺方法研究

飞轮壳体密封焊接是飞轮装配的关键工序,针对飞轮在真空环境下长期保持低漏率的真空度稳定性、焊接温度不能超过80℃以及焊缝承压能力超过0.5MPa的高要求,通过低温钎料的选择及润湿性分析、钎焊接头剪切强度分析及飞轮钎焊工艺研究,摸索出了一种低温低漏率高可靠的飞轮钎焊工艺方法。本文以某型飞轮壳体组件焊接为例,通过高低温、振动、冲击等试验后保证飞轮真空度保持不变来验证该焊接方法可行性和可靠性。     

镍基非晶态及晶态钎料真空钎焊时母材溶解模型特性的研究

以楔形变钎焊间隙试样为对象，研究了采用Ｎｉ８２Ｃｒ７．５Ｓｉ４．５Ｂ３Ｆｅ３成分的镍基非晶态及晶态钎料真空钎焊１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢时液态钎料对固态母材的溶解，建立了高温钎焊时母材溶解厚度（溶解深度）定量计算的物理－数学模型。平行等间隙及楔形变间隙试样真空钎焊试验结果表明，钎焊温度钎焊保温时间及钎焊间隙等参数对母材溶解有重要影响，并表明该模型具有较高的准确性，能够用于研究高温钎焊时钎料对母材的溶解特性，并进行溶蚀性评价。     

Residual stresses of polycrystalline CBN abrasive grits brazed with a high-frequency induction heating technique

Residual stresses produced in polycrystalline CBN abrasive grits during a high-frequency induction brazing process are calculated by using ?nite element analysis, with a consideration of the nonuniform temperature distribution in the induction brazing model. The in?uences of induction brazing parameters on the residual stresses of polycrystalline CBN abrasive grits have been analyzed, including the embedding depth, grit side length, etc. Results obtained show that the tensile stress with a 40% embedding depth is 292 MPa, which is the minimum on the bonding interface compared with other embedding depths. Meanwhile, the maximum tensile stress is 575 MPa, with an increase of 59% compared with that of a grit side length of 50 mm. Finally, the simulation results of the brazing residual stress of polycrystalline CBN abrasive grits have been con?rmed valid based on the residual stress measurement of the brazed monocrystalline CBN grit.     

钴对钛基钎料钎焊Ti3Al的影响

研究了Co的添加对Ti-Zr-Ni-Cu钎料的性能,以及对Ti3Al基合金钎焊接头的显微组织和机械性能的影响。研究结果表明:采用添加Co的钎料,具有良好的润湿性和流动性,可显著提高钎焊接头的拉伸强度。     

Joining of SiO2 ceramic and TC4 alloy by nanoparticles modified brazing filler metal

Nano-Al₂O₃ particles modified AgCuNi filler was adopted to braze the SiO₂ ceramic and TC4. The effects of filler size as well as the brazing temperature on the interfacial microstructure and mechanical property of the joints were investigated. Nanoscale filler reduced the phases dimension and promoted the homogeneous distribution of microstructure, obtaining a higher joint strength when compared to microscale filler. The increase of brazing temperature made the accelerating dissolution and diffusion of Ti, which promoted the increase of thickness of Ti₄O₇ + TiSi₂ layer adjacent to SiO₂ ceramic and diffusion layer zone nearby TC4 alloy. The hypoeutectic structure was produced in the brazing seam due to the high Ti content. The maximum shear strength of ∼40 MPa was obtained at 950 °C for 10 min.     

钴基钎料钎焊K465合金大间隙接头组织与性能

采用Co45Ni Cr WB钴基钎料,预填FGH95镍基合金粉,在1220℃不同保温时间下对K465高温合金进行0.5 mm大间隙真空钎焊实验,研究钎缝组织构成及不同保温时间对钎缝组织与接头性能的影响。结果表明:钎缝组织由合金粉颗粒及颗粒间硼化物相构成,颗粒内为γ和γ'双相组织和少量小块状硼化相,颗粒间是高Cr,W和Nb的硼化物相;钎焊时随保温时间延长合金粉长大,化合物相合并长大;合金粉比例高、保温时间适当获得钎缝中化合物相细小弥散分布,对接头性能有利;钎焊保温30~60 min时接头持久性能较高。