【摘 要】
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利用真空扩散焊技术,成功实现了FeAl金属间化合物与低碳钢Q235异种材料的连接,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和透射电镜等测试方法对FeAl/Q235扩散焊结合界面的显微组织和成分过渡进行了试验研究.试验结果表明,采用真空扩散焊技术在1050~1100□加热温度下,保温时间为60min,压力9.8MPa时,FeAl/Q235界面处可形成性能良好的
【机 构】
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哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室 山东大学
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利用真空扩散焊技术,成功实现了Fe<,3>Al金属间化合物与低碳钢Q235异种材料的连接,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和透射电镜等测试方法对Fe<,3>Al/Q235扩散焊结合界面的显微组织和成分过渡进行了试验研究.试验结果表明,采用真空扩散焊技术在1050~1100□加热温度下,保温时间为60min,压力9.8MPa时,Fe<,3>Al/Q235界面处可形成性能良好的扩散过渡区.Fe<,3>Al侧扩散过渡区的显微硬度为HM480~540,低于Fe<,3>Al基体显微硬度.X-射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)研究表明,界面过渡区主要存在α-Fe、Fe<,3>Al和FeAl相,没有明显的高硬度脆性相,同时扩散过渡区中的Fe<,3>Al相与α-Fe(Al)固熔体之间存在着(110)<,α-Fe(Al)>□(011)<,Fe<,3>Al>和[001]<,α-Fe(Al)>□[100]<,Fe<,3>Al>的晶体学取向关系.
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本文以2002年芝加哥"国际焊接展示会"为背景,介绍了当今国际钎焊领域的新技术、新方向,分析了钎焊研究的新课题.同时指出,钎焊技术的研究已经过渡到数字化、模拟化的阶段,精密控制和机理研究成为越来越重要的焦点.为把握钎焊的动态发展提供了一定的方向.
用Cu3Si1Mn钎料成功地实现了薄板1Cr18Ni9Ti不锈钢和紫铜的MIG电弧钎接焊,接头强度高于紫铜.微观分析表明,钎料中的Si和Mn在MIG钎焊过程中发生了向不锈钢一侧的迁移,Si在不锈钢与钎料界面靠近钎料一侧形成一很窄的富Si带;Mn在不锈钢中扩散深宽超过200μm且成份分布均匀,与铁形成固溶体的Mn在不锈钢中的溶解度高于钎缝,Mn与Si是MIG电弧钎焊接头获得良好接合的主要元素.研究也
研究了SiC/6061Al复合材料加压钎焊接头界面结构形成机理,采用Zn-Al钎料作为中间层,并在焊接过程中辅助了刮擦、搅拌工艺.观察了Zn-Al钎料/母材界面行为,从润湿、溶解角度分析了Zn-Al钎料与母材之间的相互作用.研究结果表明,氧化膜的存在对Zn-Al钎料向母材溶解产生阻碍作用,刺破氧化膜Zn-Al钎料对母材有潜流作用;母材表面状况对Zn-Al钎料与母材的润湿也有一定程度的影响.改善Zn
本文介绍了空心阴极真空电弧钎焊技术在航空发动机涡轮叶片修复中的应用,研制了空心阴极真空电弧钎焊设备,并进行了初步的钎焊工艺研究.试验结果表明,空心阴极真空电弧钎焊模拟试件的接头组织致密,具有优异的高温力学性能.并认为,真空电弧钎焊技术在发动机热端部件制造和修复中具有广泛的应用前景.
为了研究复合钎料钎焊接头的界面层的长大规律,本文对钎焊接头的反应层的厚度与钎焊保温时间以及钎料中陶瓷颗粒的体积比的关系进行了研究.实验结果表明:在复合钎料钎焊的陶瓷接头的界面层的成长规律符合Fick定律,即界面层的成长与t成正比.同时研究表明,向对于钎料中的钛含量,陶瓷颗粒体积百分比是影响界面层成长的主要因素.
研究了在CVD金刚石厚膜与硬质合金的钎焊过程中,施加压力对接头组织和性能的影响.结果表明:在加压和无压状态下,接头中各元素在垂直界面方向上的总体分布不发生变化.加压可以控制接头钎缝宽度,使接头组织致密,接头强度提高.这主要是由于在压力下结晶,可减少钎缝中的缺陷,同时减少了由Ag-Cu-Ti钎料与金刚石之间热膨胀系数相差悬殊而产生的内应力.
对CF/PEEK复合材料板在无导能筋的情况下进行了试验研究.采用SEM对搭剪接头的断口表面进行了分析.试验结果表明:加薄膜比不加薄膜时是焊接工艺规范窗口变宽,不加薄膜和间接加薄膜进行超声焊接均存在严重的缺陷.弱规范时容易产生未熔合、裂纹以及树脂未润湿碳纤维等缺陷,而强规范时容易产生碳纤维挤出、树脂喷溅等缺陷.
进行了TC4电弧超声TIG焊接与传统TIG焊,利用X射线探伤检测接头质量,金相显微镜和SEM观察接头组织和断口,利用万能实验机测试接头拉伸性能.结果表明,严格按照航空标准进行TC4常规TIG焊与电弧超声TIG焊,所获得的接头均达到航空一级;随着加入超声频率的增加,激励电压的增大,电弧超声TIG焊接头宽度逐渐减小,焊缝组织细化、等轴化,枝晶破坏痕迹不明显,接头拉伸强度、屈服强度和延伸率均有所提高.
搅拌摩擦焊焊接过程是一种固态焊接过程,焊接时很少出现类似于熔焊的各种缺陷,可以焊接用熔焊难以焊接的材料,本文对搅拌摩擦焊的接头组织进行分析,探讨其焊接工艺.
通过采用不同中间层和不同工艺参数进行γ-TiAl合金与钢的扩散连接研究,用扫描电镜和X射线衍射分析接头组织和相成分.结果表明,TiAl金属间化合物与钢直接扩散连接时,界面生成了TiAl侧的TiAl+FeAl+FeAl金属间化合物混合层、中间的脆性TiC层、钢侧的脱碳固溶层.采用Cu中间层、Ni中间层、CuNi中间层扩散连接时,Ti扩散穿过中间层与钢中扩散到界面的C形成TiC脆性化合物,Fe扩散穿过