對大厚度鈦合金電子束焊接接頭的顯微組織、相組成和冷隔缺陷進行研究。結果表明，焊縫區組織為馬氏體α′相；熱影響區由細晶區和粗晶區兩部分組成，細晶區組織為初生α相＋β相＋等軸α相，粗晶區組織為少量的初生α相＋針狀α′相；母材區組織基本上都是長條狀和塊狀的初生α相，其間分布著少量殘余β相。對冷隔的形成原因進行了分析，并提出了預防措施。

采用雙面潛弧焊焊接了45mm厚的tc4鈦合金,得到了內部無缺陷的對接接頭,采用光學顯微鏡分析了接頭的顯微組織。結果表明:焊縫為β柱狀晶,柱狀晶內為α′馬氏體組成的網籃組織,先焊焊縫受后一道焊縫影響,α′馬氏體呈條狀,后焊焊縫高溫停留時間較短,冷卻后α′馬氏體為針狀;熱影響區分為部分重結晶區、過渡區、細晶區與粗晶區,且皆為等軸晶,但尺寸及形態不同;部分重結晶區為等軸α、β組織;過渡區為等軸α、針狀α′馬氏體和殘留β晶粒組織;細晶區則為針狀α′馬氏體和殘留β晶粒;粗晶區組織為網籃狀α′馬氏體和殘留β晶粒。

進行了母材氫含量為0.008%和0.023%的tc4鈦合金氬弧焊焊接頭力學性能試驗,發現在變形開始階段氫引起的軟化和后期階段的硬化和脆化現象.室溫下,變形速度在10-2-10-3s-1范圍內面縮很低,出現脆性.分析認為,軟化是由于氫減弱晶格結合強度、加快位錯運動所致,硬化和脆化則是由于氫在晶界附近富集和位錯堆積難以運動所致.為恢復因氫降低的力學性能,應進行真空去氫處理.

利用電子束焊接方法,焊接厚6mm的ta12鈦合金板材。通過拉伸實驗、持久實驗和疲勞實驗對焊接接頭的力學性能進行研究,同時對疲勞斷口進行分析。結果表明:在室溫和550℃時,焊接接頭強度與母材相當;在室溫時,焊接接頭的塑性與母材存在明顯差異,焊接接頭的延伸率與母材相比有所下降;而在550℃時,焊接接頭塑性與母材相當或略大。疲勞斷裂位置位于靠近熔合線附近的焊縫區域,裂紋源處于試樣亞表面處;焊縫中存在氣孔缺陷,但沒有觀察到由氣孔形成的裂紋源;在疲勞實驗過程中氣孔起加速裂紋擴展的作用,氣孔越靠近表面對疲勞性能的影響越大。

鋁合金因其良好的性能在航空航天、交通工具、機械制造等領獲得了廣泛應用,其焊接性限制了鋁合金的進一步應用和發展。電子束焊因其熔透性高、接頭性能優良等優點成為鋁合金焊接的重要方法之一。簡述了電子束焊接的基本原理和特點,綜述了鋁合金電子束焊在工藝、接頭組織性能、接頭缺陷預測和有限元數值模擬技術等方面的研究工作,展望了鋁合金電子束焊接的發展方向,對于今后系統開展鋁合金電子束焊接具有一定的參考。

通過對tc4板材進行兩種t型接頭的激光焊接試驗,分析了酸洗、焊接環境及焊后修復對鈦合金激光焊接接頭質量的影響,實驗結果表明,鈦合金激光焊具有較強的氣孔傾向,酸洗及焊后重熔并未明顯改善接頭氣孔的情況,但氣孔數量對濕度的變化較為敏感。不同焊接試驗的結果統計表明,雖然接頭存在大量氣孔,但只有位于上下兩側板材的貼合面處的這一小部分氣孔才會造成受力面積的減小,因此接頭整體仍具有較高的抗剪力。

選用yg30硬質合金與45鋼進行電子束對接焊復合試驗,用掃描電鏡、波長分散x射線譜儀對焊接接頭顯微組織進行了分析。結果表明:當電子束電流小、焊接速度慢時,焊接接頭易形成有害的η相,η相分布于yg30/焊縫界面區域,并聚集長大,η相層厚度約10μm;焊接過程中硬質合金脫碳和鐵向硬質合金遷移是η相形成的主要原因。

DINENISO5817鋼、鎳、鈦及其合金熔焊接頭(不包括電子束焊接)缺陷的質量等級

2003年12月 鋼、鎳、鈦及其合金熔焊接頭 （不包括電子束焊接）缺陷的 質量等級（iso5817:2003） dineniso5817的英文版本 din eniso5817 ics25.160.40取代了dinen25817，1992年9月版本 歐洲標準eniso5817具有din標準的地位。 在文中使用逗號代表十進制標記。 國家前言 本標準的出版印刷基于cen/tc121的一個決定，即接受iso5817國際標準作為一個歐洲的標準，并且 不加修改。 此次出版印刷，在德國的負責機構是焊接標準委員會。 本標準的目的，是用來提供一種方法，為在多種應用中對焊接頭進行評估（例如鋼結構工程、壓力容器、 水下焊接等）和測試（例如焊接工審核或者焊接工藝審核測試）提供規范。 本標準為熔焊接頭和裝配質量的評估提供了一個基礎。它假定實

采用ansys有限元分析軟件,建立12mm厚tc4鈦合金平板電子束焊接溫度場和應力場的三維有限元數值計算模型。模型采用圓錐體熱源考慮電子束焊接時的小孔效應;材料的熱學、力學性能參數隨溫度變化;相變和熔池內液體的對流散熱通過比熱和熱導率的變化實現。計算結果表明:鈦合金電子束焊接時,熔池呈典型的卵形分布。高值縱向殘余拉應力集中分布在焊縫中心線兩側距焊縫中心線4mm的區域內,平板內部出現接近材料屈服極限的局部三維殘余拉應力狀態。實驗得到的焊縫宏觀形貌和小孔釋放法檢測到的焊接殘余應力對計算結果進行驗證,實驗結果和計算結果吻合較好,證明了有限元模型的正確性。

通過對ti-6al-4v合金板材預制一定深度的疲勞裂紋,研究母材與焊縫區疲勞裂紋尖端的tem顯微形態。結果表明:經歷疲勞循環后,位錯密度大大增加,α/β相界面位錯密度高,易成為位錯形核的源區;在周期性疲勞載荷的作用下,位錯以源區為原點呈放射狀向四周發散運動;在焊縫區馬氏體板條之間的細碎相之間,位錯聚集嚴重,說明細碎相也易成為位錯萌生的源區,從而成為疲勞裂紋形核的源區;在焊縫區馬氏體板條寬度越窄,位錯聚集密度越高,易成為疲勞裂紋萌生的位置。此外,tem觀察證實了裂紋尖端存在一定尺寸的塑性變形區。通過焊接接頭分區的tem對比分析,獲得焊縫區比母材區更易萌生疲勞裂紋的相關證據。

顯微組織對醫用TC4鈦合金U型釘縮口的影響

首先對50mm厚ta15鈦合金平板分別采用堆焊和對焊兩種方法進行電子束焊接,然后采用盲孔法測量了熱處理和未熱處理情況下焊接試件殘余應力的分布情況.測量發現,對接焊和堆焊試件上表面縱向應力在焊縫和熱影響區呈現較大的拉應力,且對接焊試件的縱向應力大于堆焊試件;上表面橫向殘余應力幅值較低,且整體呈現壓應力分布.下表面的橫縱應力整體上為壓應力,且橫縱應力的分布和大小非常接近.結果表明,熱處理工藝造成各試板的橫縱應力趨于一致,整個試板上的應力趨于均勻化,且堆焊試件的均勻化程度更明顯.

采用金相顯微鏡觀察了鈦合金激光對接接頭超塑性變形前后各區域顯微組織,并分析其形成機理.結果表明,變形溫度的增加或應變速率的降低有利于tc4合金接頭超塑變形,母材晶粒發生一定程度的長大,且α相的數量相對減小,而晶間β相數量逐漸增加,兩相都有等軸化趨勢;焊縫超塑性變形時,針狀組織增厚成為片層狀.變形過程中片層組織被打斷,片層長度變短,具有球化的趨勢;超塑性變形后焊縫截面顯微硬度最大為380hv,與變形前焊縫相比降低約50hv,滿足實際承載需求.

對inconel718高溫合金12mm厚板的真空電子束焊(ebw)接頭整體及分層的顯微組織和高溫力學性能進行了研究。結果表明:經熔透焊+修飾焊的接頭,焊縫中心的上、下層為樹枝晶,中層為柱狀晶;熱影響區由上層至下層晶粒長大程度逐漸減小。經固溶+雙時效熱處理后,ebw接頭各區域晶界處均有δ相析出,在焊縫中心最多,在熱影響區及母材較少,晶粒內部均析出了γ″相。在650℃時,接頭整體的抗拉強度σb、屈服強度σs和伸長率δ分別為1100mpa、800mpa和18%,達到了母材的90%、80%和80%。分層切片的力學性能下層最高,σb、σs和δ分別達到了1170mpa、870mpa和18%;上層最低,分別為1080mpa、780mpa和7%。上層斷口以脆性斷裂為主,中、下層斷口以韌性斷裂為主。顯微硬度分布為焊接中心最低,熱影響區與母材較高。晶界δ相的析出數量越多,顯微硬度值越低。

采用銅側偏束工藝實現了ta15鈦合金與qcr0.8鉻青銅的電子束自熔釬焊,采用光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和x射線衍射分析儀對焊縫組織進行了分析,通過接頭抗拉強度對接頭力學性能進行了評價。結果表明,電子束偏向銅合金1mm時,鈦合金母材只有上部少量熔化,實現與銅合金的連接,而接頭中部和下部的連接則通過液態金屬對鈦合金母材的釬接而實現連接。釬縫界面由較薄的ti-cu化合物層組成,主要包括ticu、ti2cu3、ticu2和ticu4。而在銅側焊縫內,細小的ti-cu化合物彌散分布于銅基固溶體上,使焊縫得到強化。接頭強度達到300mpa,拉伸時斷裂發生在銅合金上,呈韌窩狀塑性斷裂模式。

截面平行的焊縫是保證中大厚度焊接結構熔合區組織均勻性及力學性能連續性的重要條件,在工程中有著重要應用。本文在對焊縫形貌進行觀察及分析的基礎上,研究獲得平行焊縫的工藝方法。結果表明,對焊接速度、電子束流及聚焦電流等焊接參數進行綜合調節,可以有效改變焊縫形貌,使焊縫逐步趨于平行。增加偏擺掃描并控制掃描的頻率和幅度,可以獲得一系列具有不同熔寬的平行焊縫。

采用50ti-20zr-20ni-10cu粉末釬料對ti3al-nb合金與tc4合金進行真空釬焊,通過sem、eds、電子探針及拉伸試驗研究不同釬焊溫度下釬焊接頭的顯微組織及性能特征。結果表明,釬焊溫度升高釬焊接頭強度并不提高;不同溫度下釬焊接頭中靠近tc4合金基體邊界處均生成魏氏體組織,隨溫度升高魏氏體組織粗化程度加劇;整個釬焊接頭中ti3al-nb合金基體與釬料的反應程度弱于tc4合金基體。

在釬焊時間3~30min,釬焊溫度860~1000℃的條件下,采用agcuti釬料對c/c復合材料和tc4合金進行了釬焊試驗。利用掃描電鏡及eds能譜分析的方法對接頭的界面組織及斷口形貌進行了研究。結果表明,接頭界面結構為c/c復合材料/tic+c/ticu+tic/ag(s.s)+ti3cu4+ticu/ti3cu4/ticu/ti2cu/ti2cu+ti(s.s)/tc4。由壓剪試驗測得的接頭抗剪強度結果可知,在釬焊溫度910℃,保溫時間10min的條件下,接頭獲得的最高抗剪強度為25mpa。接頭的斷口分析結果表明,接頭斷裂的位置與被連接界面的碳纖維方向有關,當碳纖維軸平行于連接面時,斷裂發生在復合材料中;當碳纖維軸垂直于連接面時,斷裂主要發生在復合材料與釬料的界面處。

采用50ti-20zr-20ni-10cu粉末釬料對ti3al-nb(ti-13al-24nb)(質量分數)合金與tc4合金(ti-6al-4v)進行真空釬焊,通過sem、eds電子探針及拉伸試驗,研究不同釬縫間隙的釬焊接頭的顯微組織及性能特征。結果表明,釬縫間隙對釬焊接頭的組織及性能有較大影響,當釬縫間隙增大時,釬焊接頭的組織變得復雜,在接頭中既形成了共晶組織又形成了化合物帶,這種組織特征會顯著降低接頭的強度。

對ta15鈦合金和304不銹鋼的電子束焊接進行了研究,對接頭顯微組織、相組成和顯微硬度進行了分析.結果表明,ta15與304不銹鋼電子束焊接性較差,在較小的熱應力下即在焊縫內產生大量裂紋.焊縫內生成連續分布的化合相,主要包括tife2,tife,cr2ti等,脆性化合物的產生是裂紋形成的根本原因.焊縫區內顯微硬度明顯高于母材,且tife2的硬度高于tife相,貫穿裂紋在tife2相富集的區域產生.二者的直接電子束焊接難以實現,需要添加中間層以改善焊縫的冶金條件,改變化合物的種類和分布,從而實現可靠連接.

1 國內外電子束焊接技術研究現狀 摘要綜述了電子束焊接技術的國內外研究發展動態。簡述了電子束焊接基本 原理及國內外研究者已取得的部分研究成果,并展望了異種材料電子束焊接技術 的研究方向。 關鍵詞電子束焊接 0引言 隨著全球工業化步伐的加快及現代科學技術的突飛猛進,焊接這門古老而現 代的技術也在不斷地完善和發展,可以說焊接已在現代的生產生活中占有極為重 要的地位。近代焊接技術,自1882年出現碳弧焊開始,迄今已經歷了100多年的 發展歷程,為了適應工業發展及技術進步的需要,先后產生了埋弧焊、電阻焊、電 渣焊及各種氣體保護焊等一系列新的焊接方法。進入20世紀60年代后,隨著焊 接新能源的開發和焊接新工藝的研究,等離子弧切割與焊接、真空電子束焊接及 激光焊接等高能束技術也陸續應用到各工業部門,使焊接技術達到了一個新的水 平。特別是近年來,航空、