鈦合金-不銹鋼電子束釬焊界面組織及接頭性能研究.pdf

1、本文針對(duì)鈦合金、不銹鋼異種金屬?gòu)?fù)合構(gòu)件焊接的需要,進(jìn)行了鈦合金/不銹鋼電子束釬焊界面組織及接頭性能的研究,并對(duì)釬焊過程中的溫度場(chǎng)進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬。
　　對(duì)Ag-Cu、Ag-Cu-Ti和Ag-Cu-Ni三種粉末釬料在鈦合金、不銹鋼上進(jìn)行了釬料的潤(rùn)濕性試驗(yàn)。根據(jù)潤(rùn)濕性試驗(yàn)結(jié)果,最終選擇了Ag-Cu釬料對(duì)鈦合金/不銹鋼進(jìn)行電子束釬焊試驗(yàn)。為了確定接頭界面產(chǎn)物、組織結(jié)構(gòu)及分布,運(yùn)用了SEM、EDS、XRD等多種觀察和測(cè)試方法和手段進(jìn)行

2、了界面組織分析;并根據(jù)以上觀察和分析,結(jié)合溫度的測(cè)量,對(duì)束流、加熱時(shí)間及聚集電流三個(gè)主要工藝參數(shù)對(duì)接頭界面形成及力學(xué)性能的影響進(jìn)行了探索。從界面組織中可以看出接頭界面反應(yīng)產(chǎn)物從不銹鋼一側(cè)到鈦合金一側(cè)依次是,微量TiFe2+少量TiCu/大量Ag(s,s)+少量Cu(s,s)+大量Ag-Cu共晶組織/大量Ti3Cu4+少量TiCu。
　　束流和加熱時(shí)間對(duì)釬料的潤(rùn)濕鋪展性、界面組織形態(tài)、力學(xué)性能影響顯著,但對(duì)界面處產(chǎn)物生成的種類沒有影

3、響。隨著束流和加熱時(shí)間的增加,最高溫度、高溫停留時(shí)間都會(huì)明顯上升。確定在本試驗(yàn)條件下進(jìn)行Ag-Cu釬料電子束釬焊的最優(yōu)工藝參數(shù)為:當(dāng)束流為2.0mA、加熱時(shí)間為96s、聚焦電流為550mA時(shí),接頭的最大剪切強(qiáng)度為189MPa,此時(shí)接頭發(fā)生以脆性斷裂為主并存在一定區(qū)域的韌性斷裂帶的混合斷面,接頭斷口處的脆性相較多,斷裂主要發(fā)生在鈦合金與釬料的化合物Ti3Cu4反應(yīng)層上。
　　利用有限元軟件MSC.MARC建立了鈦合金/不銹鋼電子束釬