钛合金板翅式结构真空钎焊过程温度场均匀性研究

板翅结构具有更高的换热效率与性价比,广泛应用于航空航天、超导、石油化工等领域。同时,高温高压高载荷的恶劣环境要求板翅结构具有更优异的力学性能、更高的安全性与可靠性。因此,针对钛合金板翅结构真空钎焊过程开展温度场均匀性研究,探究加热带分布、升温速率对板翅结构温度场均匀性的影响规律与机理,明晰炉膛内温度场分布规律。结果表明,工件温度场均匀性受工件结构的影响显著,炉膛中心区域温度最高,但板翅结构的峰值温度位于板翅结构两侧。当工件受到热辐射的方向性较差时,其温度均匀性更好,因此间隔分布的加热带温度均匀性更优。而升温速率增大时,工件的温度场均匀性变差。其仿真结果为优化钛合金板翅结构钎焊工艺提供了理论基础。     

板翅式换热器钎焊工艺评定的方案设计

该文以板翅式换热器单元为例,介绍了ＡＳＭＥ规范进行钎焊工艺评定的方案设计。在设计方案中,提出了通过结构转化和工艺转化,将产品钎焊用试件钎焊来代替的设计思路。用这一思路可指导对其它产品的钎焊工艺评定。议题学呼吁我国应尽快制订受压产品钎焊质量控制的有关规定。     

基于VOF模型的铝钎焊板钎料流动成形的数值模拟

钛合金板翅式换热器成品率较低、残余应力较大,该文针对钛合金板翅结构真空钎焊过程开展热−固耦合建模与仿真研究,阐述了钎焊过程温度均匀性及残余应力分布特征,探明保温时间对钛合金板翅式换热器真空钎焊过程温度场及残余应力的影响机理. 结果表明,板翅结构两侧温度较高,中部温度较低,延长保温时间可有效改善板翅结构的温度均匀性. 残余应力均主要集中于翅片上表面与隔板背侧中部,在钎缝及夹持点处存在明显的应力集中现象,保温时间越长翅片钎缝的残余应力越小. 模拟得到钛合金板翅式换热器真空钎焊中残余应力与试验结果相吻合,相对误差为5.3%,验证了该模型的准确性.

     

钛合金板翅式散热器钎焊的研究进展

我国在大尺寸、耐高压、大载荷、强振动、高温腐蚀等极端服役的高效钛合金换热器制造方面短板突出,目前钛合金板翅式散热器已经成为高端装备动力与环控系统核心部件,其制造方法主要为钎焊,本文主要从钎焊方法与设备、钎焊工艺技术、钛合金钎焊材料三个核心因素方面对目前国内外的相关理论知识与技术研究展开综合性分析评述。并指出了钛合金板翅式散热器钎焊目前尚存的问题与难题。围绕开发新设备、研制新钎料、研发新工艺这三个方面对未来钛合金板翅式散热器钎焊制造的发展进行展望。     

铝合金板翅式散热器真空钎焊工艺参数研究

采用真空钎焊方法钎焊铝合金板翅式散热器,通过对比钎缝处成分和组织,深入分析了铝合金板翅式散热器虚焊的原因.采用了数学上的统计试验方法以及专用的Minitab统计数据分析软件进行钎焊工艺试验,获得了优异的真空钎焊工艺参数和高质量钎缝,大幅度提高了铝合金板翅式散热器真空钎焊工艺的稳定性.     

6951铝合金在航空板翅式换热器中的应用研究

介绍了适用于航空板翅式换热器真空钎焊的材料,采用6951+4004包覆合金钎料板和6951铝合金箔为翅片的芯体结构进行真空钎焊,通过焊后热处理对换热器芯体进行了强化。结果表明,在钎焊温度598℃~602℃保温时间8 min情况下,可以得到高质量的芯体钎焊缝;经530℃固溶处理和160℃18 h时效强化后,该板翅式芯体的疲劳寿命较以3003为基材的芯体的大幅增加。     

钛合金板翅式换热器壳体焊接加工过程能耗检测方法研究

目前行业内缺少功能多且实用有效的焊接加工能耗在线检测方法,针对此问题,提出并构建了在线检测体系,开发出一套实用性较强的能耗检测系统,实现钛合金板翅式换热器壳体在激光填丝焊接过程中关键能耗参数的获取,并通过试验验证了检测系统及方法的有效性,表明其可以广泛应用于零部件在焊接加工过程中的能耗监测、分析管理及节能优化研究。这将有助于对焊接加工能耗进行合理有效的评价,为未来制定焊接能耗检测方法标准和绿色工厂评价等提供技术支撑。     

保温时间和钎焊温度对真空钎焊304不锈钢接头性能的影响

研究了镍基钎料真空钎焊304不锈钢的保温时间和钎焊温度这两种工艺参数对其焊缝组织和接头性能的影响.结果表明:适当的保温时间和钎焊温度有利于钎料与母材间的扩散作用,并能有效的消除钎缝组织中Ni-P、Ni-Cr-P等脆性化合物相,使得脆性化合物相在钎缝中的分布的连续性被打断,从而获得更高的接头强度.     

保温时间对置氢TC4真空钎焊界面结构及连接强度的影响

采用纯铝箔做中间层,真空连接普通TC4钛合金以及氢的质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%置氢TC4钛合金.利用扫描电镜、X射线衍射分析仪、能谱分析仪对接头界面组织进行分析,并进行接头压剪强度试验.结果表明,当保温时间为45 min时,连接接头组织由两层组成;而当保温时间足够长,达到90 min时,接头完全由TiAl3金属间化合物层组成.不同保温时间下接头的抗剪强度有明显的差别,且随保温时间的延长而下降后.而在相同的工艺参数下,置氢TC4钛合金连接强度明显高于普通TC4钛合金.     

铝合金板式换热器真空钎焊泄漏原因分析

分析了铝合金板式换热器构件的预处理工艺、装配状况、复合板化学成分、钎料层厚度、真空钎焊工艺及工作环境等,找出了导致铝合金板式换热器泄漏的原因.     

板翅式铝合金散热器真空钎焊技术的发展

综述了板翅式铝合金散热器真空钎焊的原理、预处理工艺、装配状况、真空钎焊工艺等。结合生产实际和试验情况,着重探讨了目前板翅式铝合金散热器真空钎焊成功率低的原因及解决方法。     

TB2钛合金/不锈钢钎焊钎料及真空钎焊工艺的试验研究

分别研究了四种银基钎料，参照有关国家标准，评价了其钎焊TB2／不锈钢的钎焊工艺性能．优选出一种钎料并确定了最佳的钎焊工艺参数，同时研究了其钎焊工艺与TB2合金热处理的匹配性。     

保温时间对高体积分数SiC_P/Al复合材料真空钎焊的影响

在真空度为0.1Pa、加热速率为23℃/min、加热温度为575℃条件下,使用Ag57.6-Cu22.4-In10-Sn10钎料,采用不同保温时间对高体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料进行真空钎焊。通过焊接接头抗剪切强度试验、焊缝及焊缝两侧硬度测定以及焊缝显微组织金相观察来分析焊缝的性能,分析保温时间对焊缝质量的影响。试验结果显示,经过钎焊过程,试样的硬度普遍增强,焊缝的硬度大于焊缝两侧母材的硬度,保温时间为5min时,焊缝硬度最大。保温时间3 min,焊缝中存在缺陷,焊接接头性能差。超过5 min,接头的综合性能下降。     

管带式热交换器真空钎焊工艺及影响钎焊质量的因素

主要介绍了铝热交换真空钎焊工艺，铝及铝合金真空钎焊的去膜机理，管带式热交换器常用材料和制造工艺。并结合本公司的生产实际情况，详细探讨了影响真空钎焊质量的因素。     

钎焊时间对SiC_P/Al6063复合材料真空钎焊组织性能影响

采用Al5Si28Cu2.5Ti钎料,在真空钎焊炉中钎焊Si CP为55%的Si CP/Al6063铝基复合材料,钎焊温度580℃,研究了钎焊时间对接头组织性能的影响.结果表明,钎焊时间20 min时钎缝存在大量的共晶组织,界面结合强度低,钎焊时间60 min时共晶组织消失,钎缝中有网状脆性相析出,碳化物有偏聚现象,界面有微裂纹,接头性能不好,钎焊时间40 min接头的组织性能最好,抗剪强度为96 MPa.     

真空去应力退火对TC18钛合金残余应力及组织性能的影响

在不同温度和时间下对TC18钛合金进行真空去应力退火处理,研究TC18钛合金真空去应力退火前后力学性能及残余应力的变化规律,观察去应力退火后的金相组织和拉伸断口形貌。结果表明:经真空去应力退火后,TC18钛合金的抗拉强度和屈服强度降低,冲击韧性、断裂韧性、伸长率和断面收缩率提高;残余应力消除效果显著;随着退火温度的升高,合金显微组织呈现规律性变化;当温度达到650℃以上时,α相明显减少,亚稳定β相显著增加,导致其强度下降,与力学性能测试结果相吻合;合金塑性提高,与断口形貌分析一致;最后,得到TC18钛合金的真空去应力退火制度为600～650℃和1～4h。     

钎焊保温时间对GH738与GH4169镍基合金真空钎焊接头组织性能的影响

用镍基钎料钎焊镍基合金时钎焊保温时间对钎缝易产生金属间化合物、晶界渗入脆化现象有重要影响,因此采用5、15和45min三种钎焊保温时间对镍基合金进行真空钎焊试验,通过光学显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪及硬度计等研究了三种钎焊保温时间下钎焊接头微观组织、成分及显微硬度分布等内容。结果表明,随着钎焊保温时间的延长,接头钎料与母材之间的元素扩散越充分,当钎焊保温时间为45min时,接头组织大部分为固溶体。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石的热损伤分析

钎焊金刚石工具具有高的出露和连接强度,但金刚石磨料在钎焊过程中所受的热损伤对其寿命影响较大,因此文中对钎焊金刚石的热损伤作了分析.采用Ni-Cr合金对金刚石进行钎焊试验,利用SEM,EDS对金刚石的表面形貌进行观察分析,采用拉曼光谱仪对金刚石表面进行石墨化分析及热应力分析.结果表明,经Ni-Cr合金钎焊后金刚石表面有较多的碳化物(Cr3C2,Cr7C3)生成,同时发现金刚石表面有少量石墨化和化学侵蚀,其顶部的拉应力大约为110MPa,底部的压应力大约为520MPa.     

工艺过程对散热器电子束钎焊残余应力影响的数值模拟

利用ANSYS软件,建立二维有限元模型,分析了两种不同钎焊工艺对1Cr18Ni9Ti不锈钢散热器电子束钎焊接头残余应力的影响,旨在筛选出一种合适的工艺及参数.结果表明,对于径向残余应力,采用直接加热钎焊工艺,钎焊面上出现明显的应力集中区域;而采用分阶段加热钎焊工艺,钎焊面上没有应力集中区出现,且应力变化曲线比直接加热钎焊工艺平缓得多;对于周向残余应力,分阶段加热与直接加热钎焊工艺相比,拉应力峰值减小了11.2%.两种钎焊工艺的周向残余拉应力峰值均大于径向残余拉应力,钎焊面的危险部位沿圆周方向,即电子束扫描加热的方向.     

热循环对钛合金/不锈钢螺纹钎焊管接头性能的影响

对钛合金／不锈钢螺纹钎焊管接头进行了10－350℃的热循环处理，对比分析了热循环前后管接头性能的变化，用金相分析方法检测了管接头中各组元微观组织的变化。结果表明，5100次的热循环处理没有对管接头的性能赞成损伤。反而，热循环处理可以使管接头中钛合金由粗大针状组织转变为等轴细晶粒，为钛合金／不锈钢螺纹钎焊管接头在专用装置中的使用提供了技术参考。