WAP手機版 RSS訂閱 加入收藏  設為首頁
焊接技術
當前位置:首頁 > 機械制造 > 焊接技術

鈹合金的焊接組織與結合性能

時間:2020/6/14 10:46:56   作者:未知   來源:網絡文摘   閱讀:5   評論:0

由于鈹是低密度金屬,具有優良的核性能、機械性能和高溫尺寸穩定性,而被廣泛地應用于核能技術、空間技術、X射線儀表、光子和家電系統等領域。很多應用需要對鈹構件進行焊接組合。鈹屬于難焊接金屬材料之一,通過研究,弄清焊接組織隨工藝的變化規律,有助于焊接工藝人員改進焊接工藝,少走彎路,具有實際意義和科學價值。

研究鈹:

—鈹及鈹—鋁、鋁硅合金的釬焊、釬接焊、烙焊的焊接組織特征和組合性能;Be–Al、Be–Monel合金等異種組織。共用了三類樣品: Be–Be電子束焊接試樣; Be–Al電子束焊接試樣; Be–Monel合金焊接試樣。研究內容包括:同種和異種材料焊接的金相組織的制樣及侵蝕的方法的研究;弄清了釬焊、釬接焊、烙焊的組織特征與變化規律;焊接缺陷(氣孔、裂紋、夾雜)的形態及其分布狀況。

鈹的異種金屬焊接,除上述內容外,還使用相圖和相容性分析了實現焊接結合的可能性。研究結果表明:鈹與鈹采用電子束焊接、釬焊或加異種材料烙焊,能夠實現焊接結合,但焊接組織的差異性較大。鈹與鋁的烙焊焊縫的組織除了Be–Al共晶外,還有鋁、鈹的機械混合物。鈹與Monel合金采用了熔焊焊接,由于鈹與Monel合金各元素與相金屬間化合物而導致焊接失敗,因此,從組織分析角度出發,需要改變焊接方法。

用試驗測定和理論計算相結合,分析了Be–Be焊縫中鋁的含量。理論計算公式為Al(%)=Al/(Al+Be)′ 100%,二者都高于國外報道的鈹焊縫中鋁的含量范圍,從而否定了文獻推測的防止鈹焊縫開裂的鋁的含量。分析中還測定了焊縫的力學性能數據和顯微硬度。


鈹激光焊接的組織結構及力學性能:

人們在實踐中已經認識到,鈹是一種焊接性極差的材料。其焊接性差主要表現在釬接焊和熔化焊兩個方面,其它焊接方法如釬焊、擴散焊等焊接方法相對釬接焊或熔焊要容易一些。目前激光焊接方法已經成為焊接鈹的主導技術,焊接方式為釬接焊。在釬接焊過程中,鈹母材和填充材料均要熔化,冷凝結晶形成焊縫。由于鈹材料的特殊性,焊接涉及的因素較多,必須考慮鈹材和填充材料的性能、尺度和前處理條件。鈹系脆性材料,為了改善其焊接性,焊接時要加延性相對好的材料(如鋁- 硅合金)作焊接填充材料,使其冶金反應的優勢互補。

在焊接方法及工藝上,必須盡量限制鈹的熔化量和防止焊縫受到污染,電子束焊接和激光焊接方法均屬于高能束焊接,可以在一定程度上限制鈹母材過多的熔化而防止接頭質量變壞。由激光束與材料相互作用的熱輻射過程,又分為激光熱導焊和深熔焊。焊接時不預熱,將導致焊接變形量難于控制,在其它因素影響的情況下,激光深熔焊接將導致鈹母材和焊縫開裂的幾率增大,而且,裂紋擴展的方向無規則,無規則的裂紋難于補焊。采用熱導焊焊接鈹,由于輸給工件的能量較小,焊接熔深較淺,可使焊接成功的概率大為增加。針對激光熱導焊的特點,用低功率參數焊接試樣,并進行力學性能試驗,對斷口進行電子顯微分析。此外,對并行焊接的金相樣品,檢測了焊接熔深、顯微組織和缺陷。

在力學性能試樣設計中,充分考慮兩種因素:(1) 按國家標準的規定取樣,國家標準GB 2651-89“焊接接頭拉伸試驗方法”中規定了管狀試樣的具體尺寸和形狀。(2) 充分考慮到鈹材料的脆性特征,設計的試樣為易夾持拉伸的試樣(見圖1)。焊接的主要參數為:輸入功率為1.2kW,焊接速度為700mm/min。保護氣體流量在15~20L/min之間變化。填充材料為0.4mm厚的Al-Si合金。鈹試樣在機加工時的進刀量為0.08~0.12mm。機加工后,鈹件經過真空除氣處理后再焊接。其參數是真空度為10-2Pa,加熱溫度為200~400℃,保溫時間2h。

經過金相檢測發現:(1) 焊縫成形良好;(2) 焊縫及熱影響區域沒有貫穿性的焊接微裂紋;(3) 焊縫根部區域存在大小不等的縮孔,且大多沿焊縫呈鏈狀分布,幾乎沿環縫形成貫通態勢,個別縮孔朝焊縫表面生長,離焊縫表面只有0.11mm厚;(4) 焊縫的結晶組織大多以細小的枝晶和等軸晶構成。根據金相檢驗結果得到的面積,計算出焊縫的抗拉強度值為181~252MPa。在焊接試樣拉斷后,用電子顯微鏡觀察了斷口形貌。結果表明,試樣的大部分區域斷在焊縫中,也有極少區段斷在鈹母材上。斷口屬于解理斷裂-脆性斷裂。個別試樣存在較大的氣孔缺陷,較大氣孔約有f 0.47mm,幾乎橫貫整個焊縫。



 欲獲取資料解壓密碼,可以掃描以下(左邊)二維碼關注天天CAD微信公眾號并回復“解壓密碼”,咨詢問題可以掃描以下(右邊)二維碼。

 

免責申明:天天CAD教程網旨在相互學習交流,是一個完全免費的網站,部分原創作品,歡迎轉載,部分內容來自互聯網,如果侵犯了您的權利請盡快通知我們!
QQ交流群:92453056  郵箱:[email protected] Copyright 2008-2017天天CAD網 湘ICP備17006802號
官方吉祥棋牌馆手机版 快三app 陕西体彩11选5 黑龙江体彩11选5官网 安装中国福利彩票软件 9769开奖最快 十分快三彩票 私募基金配资利率 上海快3最新开奖定牛 今日京东方a股票走势 青海11选五规律