轨控发动机不锈钢喷注器扩散钎焊工艺

为研制新型轨控发动机所用的喷注器,对不锈钢环槽多层板进行了扩散钎焊工艺研究。随着焊接温度和保温时间的增加,焊缝与母材间各元素的扩散程度逐渐加深;扩散未完全时焊缝由靠近母材的固溶体和中部的化合物组成,扩散完全时焊缝全部由固溶体组成。中间层内Ni、Si、B向母材扩散,母材内Fe向中间层扩散;Ni、Fe、B扩散速度较快,Si扩散速度较慢;Si和B的含量决定组织形态,Ni的含量影响接头强度。接头抗拉性能与扩散程度成正相关,其极限值已达母材的101%;接头断口形貌最初为准解理完全脆断,随后发展到细韧窝部分塑断,最终呈现为大韧窝完全塑断。对于40μm厚的B—Ni2中间层,最佳焊接温度、保温时间和加载压强分别为1050~1075℃、2 h和0.01~0.02 MPa。最佳工艺参数先后成功应用于模拟件和产品,焊接的某新型发动机已通过试车考核。     

大型薄壁多层编织铜超声焊接接头组织与性能

利用超声波焊接技术实现大平面超薄铜箔与多股双层镀银编织铜的焊接,该技术服役于将来的中国空间站。分析了不同参数对连接力学性能的影响,利用扫描电子显微镜对典型接头界面处的微观组织特征进行了分析,并采用有限元仿真的方式对连接行为进行了仿真。结果表明:采用超声波焊接实现了薄壁铜层与镀银编织铜的焊接,焊点连接面处组织致密,无明显缺陷;焊点连接处由Ag和Cu元素组成,焊接温度远未达到熔点,为低温连接行为,其连接机理为扩散连接;在焊接能量为120 J、0.276 MPa参数下,母材拉脱力可达到90 N。     

77A09铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊方法对7A09铝合金进行焊接,分析不同焊接工艺对接头显微组织与力学性能的影响,获得了焊缝表面成形良好的焊接接头。为了进一步改善接头区域的显微组织,以提高接头的力学性能,对接头进行焊后热处理。接头微观分析显示,焊态下接头熔合区由柱状晶和等轴状枝晶组成,初生相在晶界处聚集,形成共晶组织。在焊接过程中添加圆形电子束扫描,可改善接头焊缝成形,细化焊缝晶粒。接头经过焊后热处理,晶界初生相减少,较多的强化相η′(MgZn_2)等在接头焊缝区析出。力学性能测试表明,热处理后接头的拉伸强度达400.6 MPa,为母材拉伸强度的80.8%。拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布有许多大且深的韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

7A09铝合金电子束焊接接头的显微组织与力学性能

采用电子束焊方法对7A09铝合金进行焊接,分析不同焊接工艺对接头显微组织与力学性能的影响,获得了焊缝表面成形良好的焊接接头。为了进一步改善接头区域的显微组织,以提高接头的力学性能,对接头进行焊后热处理。接头微观分析显示,焊态下接头熔合区由柱状晶和等轴状枝晶组成,初生相在晶界处聚集,形成共晶组织。在焊接过程中添加圆形电子束扫描,可改善接头焊缝成形,细化焊缝晶粒。接头经过焊后热处理,晶界初生相减少,较多的强化相η′(MgZn2)等在接头焊缝区析出。力学性能测试表明,热处理后接头的拉伸强度达 400.6 MPa,为母材拉伸强度的80.8%。拉伸断口扫描观察显示,接头断口表面分布有许多大且深的韧窝,呈明显的韧性断裂特征。     

信息

抗蠕变钢焊接接头的高温性能抗蠕变钢广泛用于发电站设备,由于铬与钼含量高,焊接后虽经空气中冷却,其显微组织也会淬硬为贝氏体—马氏体或完全为马氏体,为防此问题,焊接前要预热至200～350℃。其均质焊接接头(母材金属与填充金属为相同材料),应按材料化学成份规定焊前预热温度范围,焊接中应尽量减小裂纹敏感性,焊后回火不可能消除接头各部分的硬度差别。对于非均质接头(母材金属与填充金属材料不同),也没有最佳回火温度。由于材料浓度不同,在高温下焊接区与热影响区之间产生剧烈扩散,致使在短的工作时间内出现裂纹。要求其工作温度低于均质…     

激光焊接TC4钛合金组织性能研究

研究激光焊接对TC4钛合金焊缝成形和力学性能的影响,并利用OM、XRD和TEM等手段对焊接接头的显微组织特征进行了分析。结果表明,激光焊接TC4钛合金成形较好,但在焊缝熔合线附近容易产生圆形气孔。焊缝由单一的α′马氏体构成,并呈网篮状分布。热影响区组织为α′马氏体和初始α相。焊缝和热影响区的显微硬度明显高于母材,而焊缝的硬度最高且硬度分布平缓。TC4钛合金焊接接头的室温平均抗拉强度为1126MPa,与母材的抗拉强度相当,延伸率为11.12%,比母材略低,焊接接头均断在母材区域。     

Si3N4/TC4活性钎焊连接机理与性能

针对Si_3N_4/TC4复合结构钎焊连接问题,研究了钎料和母材中活性元素Ti对Si_3N_4/TC4接头润湿性、界面结合机制和力学性能的影响。进行了润湿、接头显微组织分析和剪切强度试验,结果表明:活性元素Ti对于钎料在陶瓷表面的润湿起主要作用,Ag-Cu钎料通过TC4母材中Ti元素的长程扩散进入Si_3N_4界面虽然实现润湿,但形成的反应产物并不明显,陶瓷/钎料界面成为断裂薄弱区域。Ag-Cu-Ti钎料中Ti元素在Si_3N_4一侧界面富集形成TiN+Ti_5Si_3反应层,对钎料在陶瓷界面润湿性和接头断裂脆性都具有改善作用,接头剪切强度达到267.3 MPa。     

Ti60钛合金电子束焊接接头性能及组织

采用ELA-30中压型电子束焊机对Ti60钛合金进行焊接,并对其接头显微组织和力学性能进行了研究。结果表明:Ti60钛合金可焊性良好,选择合适的工艺参数能达到优质的接头;其焊缝显微组织主要为针状细小的α’马氏体及片状的初生α组织,母材显微组织为等轴组织初生α+片层β转变组织;其接头断裂的断口面主要表现为韧性断裂;焊缝区域的显微硬度稍高于基体;室温抗拉强度达到母材的95.7%,冲击韧度达到母材的64%;600℃下接头抗拉强度达到母材的91.7%。     

Al-Zn-Mg-Sc合金电子束焊接接头组织与性能研究

针对Al-Zn-Mg-Sc铝合金进行真空电子束焊接试验,研究表明,焊接接头各区域显微组织有所变化,与母材相比,热影响区晶粒有所粗化,且晶粒内部弥散分布的Al3Sc粒子数量有所减小,焊缝区发生了再结晶,由母材细长的纤维状组织转变为等轴晶组织,Al3Sc粒子发生了溶解,且焊缝上部的晶粒尺寸明显大于焊缝中部的晶粒。拉伸试验结果表明,焊接接头抗拉强度达到基材强度的80%以上,大部分拉伸试样均在焊缝处断裂,退火态焊接接头经过焊后时效处理,接头强度可达515.7MPa,为母材的94.2%,有效地提高了焊接接头的抗拉强度。     

三重退火对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响

TC21钛合金电子束焊接接头的脆性较大,为了提高其电子束焊接接头的韧性,解决脆性的问题,研究了三重退火的热处理对TC21钛合金电子束焊接接头组织性能的影响。研究表明,TC21钛合金电子束焊接接头经三重退火热处理后具有较好的强度和塑性;冲击韧性有很大程度的提高,达到了母材的63.3%。     

TA3多层板及TA3+TC4真空扩散焊

介绍了TA3多层板及TA3+TC4真空扩散焊工艺,并进行了接头质量分析。结果表明,高的焊接温度造成了晶粒的长大。加压不均匀容易造成结合界面上孔洞收缩不彻底,而留有晶内微孔。TA3+TC4属于软硬结合,有利于界面孔洞的消失,但应注重焊前表面清理;以去除表面致密的氧化膜TiO2,避免接头氧化膜夹渣的产生。     

2219铝合金激光-TIG复合焊接头特性分析

采用CO_2激光-TIG复合焊接对4mm厚2219铝合金开展焊接工艺研究,分析了不同电流对焊缝组织形貌以及接头性能的影响。分析结果表明,由于焊缝晶粒组织形态和尺寸均发生了变化,焊缝的显微硬度要小于母材和热影响区,在2219复合焊接头中存在明显的接头软化现象。接头的最大抗拉强度为母材的70.84%,断裂发生在试样焊缝边缘位置。     

TC4钛合金舵面扩散焊有限元模拟及工艺研究

运用有限元软件ANSYS对TC4钛合金舵面真空扩散焊过程进行模拟,建立了三维热-结构耦合模型,计算焊接过程中应力应变分布。通过比较得出:在温度930℃,保温100min,压力3.5MPa条件下焊接效果最好。并采用此工艺参数开展了钛合金舵面整体成形研究,通过微观金相组织及扫描能谱分析。结果表明:焊接界面成形良好,界面物相组织均匀分布,而且在焊接过程中保持了母材本身性质,满足技术要求,大幅度减少实验试错次数、缩短型号研制周期。     

7715D钛合金无中间层扩散焊接头组织及性能研究

采用无中间层的扩散焊接方法进行7715D钛合金连接,在不同焊接温度、扩散压力、保温时间等参数条件下进行工艺试验,分析工艺参数对接头组织和性能的影响.优选的扩散焊工艺参数为焊接海床1 193 K,扩散压力5 Mpa,保湿时间120 min,其接头抗拉强度可达653MPa.     

铝合金与不锈钢异种金属管TIG熔钎焊接研究

采用铝硅共晶焊丝对铝合金/不锈钢异种金属管进行了TIG熔钎焊接实验,研究了镀Zn层的挥发对接头性能的影响,分析了接头微观组织,测试了接头力学性能。研究结果表明,不锈钢表面镀Zn层能够增强液态钎料在钢表面润湿铺展及防止金属间化合物生成的作用,在多道焊过程中镀Zn层过热挥发失去了对钢表面的保护,在界面生成脆性的金属间化合物,并且Zn的挥发在接头中形成气孔缺陷;不锈钢界面层上部镀Zn层熔化严重,液态钎料对不锈钢产生溶蚀作用,Fe元素通过镀Zn层向液态Al-Si熔池中扩散,形成了枝晶状的Al-Fe金属间化合物,在界面层也生成了金属间化合物层,不锈钢界面层下部镀Zn层完整,起到了良好的保护作用;拉伸试件断裂于不锈钢与焊缝的界面处,接头为整体脆性断裂,抗拉强度达到105MPa。     

钛合金夹层结构扩散钎焊工艺研究

利用Dictra动力学软件对中间层Cu元素在TC4钛合金扩散钎焊界面附近的浓度分布规律进行了模拟研究,获得了中间层厚度、连接温度和保温时间对界面元素扩散距离的影响趋势,结合夹层结构零件的焊接试验,验证了扩散模拟计算的正确性。结果表明,连接温度对钛合金夹层结构扩散钎焊的接头强度影响最大,其次为保温时间,中间层厚度对接头强度无显著影响。针对钛合金夹层结构零件,结合焊缝微观组织分析可知,较优的扩散钎焊工艺参数应为:连接温度940℃,保温时间50 min,中间层厚度为20μm,达到了产品的使用要求。     

含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金的界面微观分析

采用几种钎料对碳纤维复合材料与钛合金进行真空钎焊,重点探讨了含Ti钎料钎焊碳纤维复合材料与钛合金连接界面的微观组织。研究表明,含Ti钎料润湿连接碳纤维复合材料与钛合金TC4的过程可分为五个阶段:钎料与母材的物理接触以及钎料的熔化;原子的扩散;反应层的生成;反应层沉积变厚,润湿复合材料;形成接头。研究结果对于碳纤维复合材料与钛合金的连接及在重要航天器中的应用具有重要参考价值。     

搅拌摩擦焊在2219铝合金VPPA熔焊接头缺陷补焊中的应用

采用搅拌摩擦焊方法对带有缺陷的2219铝合金变极性等离子弧熔焊接头进行补焊,焊后对补焊接头的微观组织和力学性能及断裂特性进行了分析。研究结果表明:补焊接头焊核区由细小的等轴再结晶组织构成;热机影响区内的组织发生了较大的弯曲变形;热影响区组织明显粗化。力学试验表明:补焊接头的抗拉强度比熔焊接头提高18%以上,延伸率可以提高一倍,接头性能得到明显改善。断口形貌分析显示,接头断裂模式为韧性和脆性的混合型断裂。     

CMT法在某壳体滑块表面堆铜焊接工艺探讨

利用CMT焊接的低热特性保证可靠连接,同时减少焊接热量对滑块基体性能的影响,通过初步试验及模拟试验验证了CMT法在调质态D406A滑块上堆焊铜层的可行性,确定了合适的焊接工艺规范,检测了焊接热量对调质态基体性能的影响,评估了铜层与D406A基体之间的界面结合强度,并根据试验过程和结果最终在产品上应用焊接成功。     

铝合金钎焊接头的抗腐蚀性

介绍了钎焊接头的抗腐蚀性，即孔蚀成长速度受从外部钎焊表面到母材内部的电位分布支配，正梯度分布抗腐蚀性好，相反抗腐蚀性差，钎焊接头母材中Cu和si等对电位的影响比较大。在钎焊加热过程中如存在扩散活性较强的元素时，也影响钎焊接头的抗腐蚀性。