电子束技术在高温合金中的应用

作为近年发展起来的先进加工技术,电子束技术具有高能量密度、高真空度、可实现精确控制等优点,其在高温合金中的应用已受到广泛关注。本文对电子束技术在高温合金的制备以及加工领域的研究与应用进行了综述,包括高温合金的电子束成型制造、高温合金的电子束精炼、电子束焊接、表面改性以及高温合金的电子束物理气相沉积,指出了目前电子束技术面临的挑战,并对电子束技术在高温合金领域的发展前景进行了展望。     

电子束焊接热冲击对GH4133A的微裂纹损伤研究

电子束焊接是一个复杂的强瞬态的热冲击过程,包括发生在表层的热过程和发生在一定深度的应力波与材料的交互作用。本文基于电子束焊接热冲击效应分析了高温合金电子束焊接接头影响区的微裂纹形成原因,研究了微裂纹损伤对GH4133A电子束接头高温力学性能的影响。结果表明,热冲击是高温合金电子束焊接热影响区的微裂纹损伤的主要原因,热冲击损伤效应导致接头力学性能的劣化。     

真空电子束焊接技术应用研究现状

简要概括了真空电子束焊接技术在不同材料连接方面的应用现状及研究发展动态,包括铝及其合金、钢铁材料、铜及铜合金、钛及钛合金、难熔金属钨/钽/铌/钼及其合金、金属间化合物及复合材料电子束焊接的发展现状。针对电子束焊接技术,简述了国内外学者已取得的部分研究成果,包括工艺试验、组织分析、数值模拟和力学性能等;分析了目前电子束焊接技术在材料连接方面还存在的问题,并展望了电子束焊接技术应向高温新型结构材料、异种材料、功能复合材料等方向发展,丰富了连接过程中的理论基础,揭示了工艺与组织及性能的对应关系,扩展了电子束焊接技术的应用领域。     

铝锂合金电子束焊接数值模拟分析及工艺优化

采用组合热源模型对Al-Li合金电子束焊接温度场分布进行数值模拟分析,通过热-力耦合,模拟计算得到接头区域的残余应力分布.结果表明,Al-Li合金电子束焊接温度场沿焊接方向呈椭圆形分布,电子束热源中心的温度最高,其附近区域的等温线分布密集,随着与热源中心的距离增大,等温线分布逐渐稀疏,焊缝区存在较大的温度梯度,较好地模拟出了电子束焊缝的钉形分布特征.接头的残余应力分布模拟结果显示,残余应力主要集中于焊缝区,由于修饰焊的热作用,焊缝上部具有相对较大的应力值.利用模拟计算得到的结果进行焊接工艺及参数优化,焊接工艺试验表明,试验焊缝形貌与模拟熔池形貌相吻合,进一步验证了模拟计算结果的可靠性.     

氧化物弥散强化高温合金MGH956的基本焊接性研究

氧化物弥散强化(ODS)高温合金MGH956是机械合金化工艺制造的氧化物弥散强化高温合金,针对MGH956材料采用电子束、氩弧焊、钎焊及扩散处理等连接工艺方法进行了基本的焊接性研究.对接头组织及接头性能进行了测试分析,三种焊接方法室温接头力学性能相当,接头强度系数均达到95%左右,氩弧焊焊缝中的气孔较多,而电子束焊焊缝中气孔相对比较少、室温塑性比较明显.从接头高温强度而言,真空钎焊工艺有明显优势.     

电子束回扫间距对焊缝金属的可控细化作用

以焊缝中晶体主轴长度表述晶粒细化程度，研究了电子束扫描频率、焊接速率对Ａｌ－Ｍｇ合金焊缝金属晶粒细化的影响以及晶车化与焊缝金属硬度的关系，分析了电子束回扫间距对焊接金属晶粒的可控经作用，结果表明：回扫间距决定晶粒细化的可控程度，最佳回扫间距０．０４ｍｍ时，凝固组织可由粗大柱状晶转化为细小等轴晶，与无扫描焊接相比，晶体主轴长减少到无扫描焊接时的１／５；焊硬度提高８０％，接近母材水平。     

非晶态合金焊接的研究进展

综述了近几年国内外非晶态合金在焊接方面的研究进展,简要分析了将大块非晶合金焊接成功的原因.目前可以成功焊接大块非晶合金的方法有:高压压实法、摩擦焊、闪光电阻焊、电子束焊、爆炸焊、激光焊.其中前两种焊接属于固相焊接,成功的原因主要是:块体非晶合金过冷液相区的热稳定性和超塑性.而其他几种属于液相焊接,成功的原因主要是:(1)非晶合金具有大的非晶形成能力;(2)焊接的能量高且集中,因而加热和冷却速度快于这些合金的临界冷却速度.大块非晶合金的焊接成功地推动了大块非晶合金在工程材料方面的应用.     

含Zr的Ni3Al合金中焊接热裂纹机理的研究

含Ｚｒ的Ｎｉ３Ａｌ合金电子束焊接时的主要缺陷是结晶裂纹。     

航空发动机制造的电子束焊接技术分析

电子束焊是通过加速聚焦电子束轰击在真空或非真空状态的焊接面,融化被焊接工件,达到焊接效果的一种焊接技术手段。航空发动机制造中应用电子束焊接技术手段具有简单便捷的优势。基于此,该文主要对航空发动机的风扇机匣制造、压气机制造、涡轮制造、燃烧室制造中电子束焊接技术的应用进行了简单的分析,探究了电子束焊接技术的具体应用与效果,以供参考。     

超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状

主要梳理和综述了超级双相不锈钢2507焊接方面的研究工作,从而对超级双相不锈钢2507焊接工艺进行指导。从超级双相不锈钢2507焊接工艺、焊接接头两相比例调节两个维度进行综述,其中,超级双相不锈钢2507焊接工艺部分从钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种焊接工艺开展评述,焊接接头两相比例调节部分从调整焊接热输入、焊后热处理、添加合金元素镍或氮3个方面进行评述。结合国内外研究现状,探讨了超级双相不锈钢焊接如何控制接头两相比例这一关键问题。研究现状表明:钨极氩弧焊、等离子弧焊和激光焊可以较好地实现超级双相不锈钢优质焊接;添加合金元素镍或氮是调控焊接接头两相比例的重要手段。开展超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状的综述具有重要意义,向熔池过渡合金元素的高能量密度焊接工艺可能是超级双相不锈钢焊接的优选技术。     

电子束技术在冶金精炼领域中的研究现状和发展趋势

电子束技术具有高能量密度、高真空度的优点,并且能够实现精确控制,成为目前熔炼提纯太阳能级多晶硅、精炼高熔点金属及其合金以及制备高纯特殊钢和超洁净钢的有效手段。本文在阐述电子束熔炼原理的基础上,着重对电子束技术在几种高纯材料与合金精炼中的研究与应用现状进行了综述,指出了目前存在的问题,并对电子束技术下一阶段的研究重点和发展前景进行了展望。     

某发动机燃烧室机匣焊接变形控制工艺研究

本文针对某发动机燃烧室机匣焊接工艺及变形控制技术作了探索性的总结。以高温合金燃烧室机匣为典型件论述了焊接工艺实施全过程,通过制定合理工艺路线,使用专用工装、预留焊接收缩量、摸索电子束焊、氩弧焊接试验过程变形规律,优化焊接工艺参数等措施,达到控制焊接变形目的以满足设计要求。为该类零件制造提供了一套完成的焊接变形控制工艺方法。     

大厚度钛合金的电子束焊接技术研究现状

综述了大厚度钛合金电子束焊接技术的研究进展,主要介绍了电子束深熔焊的原理特点,接头成形及缺陷控制、组织性能和残余应力分布等方面国内外的研究情况,明确了大厚度钛合金电子束焊接技术研究尚需解决的突出问题并展望了未来研究的发展方向。     

CuNi90/10合金电子束焊接工艺研究

对10 mm厚CuNi90/10合金进行电子束焊接试验。液态金属表面张力较小，导致焊接工艺窗口较窄，较大的热输入将导致正面下凹，单面焊双面成形效果不如钛合金的；采用优化的参数可实现正面轻微下凹，同时保证背面成形基本良好。按照优化参数进行试板电子束焊接，并进行GTAW盖面。对焊接试板进行了射线检测和渗透检测，均满足NB/T 47013—2015的Ⅰ级标准；对焊接接头按照NB/T 47014—2011进行了力学、工艺性能测试，测试结果均满足标准要求。电子束焊接区域柱状晶特征明显，焊缝冲击性能优良，冲击功可达200 J以上，同时焊缝区硬度相比母材的有所下降。电子束焊接区域为典型的大深宽比形貌，焊缝区为枝晶α,热影响区为孪晶α;富镍α表现为较亮形貌，富铜α表现为较暗形貌。     

Ti17合金电子束焊接接头的性能及组织分析

分析了Ti17合金真空电子柬焊接接头的显微组织结构及其显微硬度分布规律，并结合室温和高温拉伸试验结果分析了焊接接头的力学性能。结果表明，用电子束焊接方法焊接的Ti17合金其焊缝区和热影响区显微组织为β相基体上分布着细长针状α相，母材为典型的α＋β双相网篮组织，焊后焊缝晶粒细化，焊接接头的焊缝区硬度最高，焊缝的抗拉强度和缺口敏感性均高于母材。     

ZL101A/SiCp/20p电子束焊接工艺研究

研究了颗粒增强铝基复合材料ZL101A/SiCp/20p的电子束焊接工艺.研究表明,直接采用电子束焊焊接该类材料,难以获得焊缝成形.采用富Si非增强中间层,通过熔化中间层间接熔化两侧SiCp/Al,得到了较理想的焊缝成形.为获得良好焊缝成形,应合理选取中间层厚度、焊接速度和焊接电流及聚焦方式.采用非增强中间层电子束焊接气孔问题较突出.气孔主要发生于部分熔化的热影响区,快速焊接能使气孔形成受到部分抑制.     

镍基高温合金电子束焊接热影响区微裂纹特征分析

利用金相分析和扫描电镜对镍基高温合金电子束焊接热影响区微裂纹行为进行了分析.研究发现,熔合线附近的热影响区产生大量液化裂纹和沿晶扩展的固相裂纹.液化裂纹起源于MC碳化物的组份液化而形成的晶界连续或半连续的低熔点共晶液化膜,固相裂纹形成的则是高能电子束流的快速瞬态热冲击效应的直接结果.通过改善焊缝成形和提高焊接线能量有助于减小两类热影响区微裂纹倾向.     

高温合金GH4169电子束熔丝增材制造工艺研究

目的 研究GH4169合金电子束熔丝增材制造过程中电子束流参数的选择方法及组织特征.方法 在其他工艺参数不变的条件下,分析电子束流的大小对单层成形形貌的影响,寻找最佳电子束流参数值;采用光学显微观察增材制造GH4169合金柱状晶组织.结果 获得了不同电子束流条件下,单熔覆层表面形貌、横截面形貌、熔覆宽度和高度数据,以及GH4169合金柱状晶形貌.结论 在一定范围内,随着电子束流值增加,熔覆层宽度增加而高度减小,但电子束流增加到一定值时,熔覆宽度及高度的变化幅度明显降低,在综合考虑熔覆层表面形貌和横截面形貌的基础上确定了电子束流最佳参数值;增材制造GH4169合金组织为沿沉积高度方向外延生长的柱状晶,柱状晶方向与竖直方向呈现出一定的偏角.     

TiAl合金及其焊接技术研究进展

对TiAl合金的组织与性能、发展及应用进行了概述,总结了TiAl合金的常见焊接方法及其在焊接过程中存在的主要问题,阐述了TiAl合金对主要焊接方法的适应性及其最新研究进展,对TiAl合金的未来焊接研究发展动向进行了展望。     

无氧铜电子束焊接接头的显微组织及力学性能

以40mm厚的无氧铜板材作为研究对象,选取适当的工艺参数进行电子束焊接,对母材和焊接接头的显微组织及力学性能进行了对比分析。结果表明:无氧铜板经电子束焊接后,焊接接头无明显表面缺陷,焊缝区域狭窄呈钉形,显微组织为铸态等轴晶粒,焊接接头性能良好,其硬度、抗拉强度及塑性均与母材的相当。