电子束钎焊的能量密度控制方法

基于电子束扫描轨迹和方式控制，提出了电子束钎焊能量密度控制方法及能量密度计算方法，以扫描电子束作为移动热源，电子束扫描轨迹和扫描方式根据钎焊接头的形状及要求设计，通过控制扫描点在工件加热区域的分配．可对接头各区域进行能量密度的高精度控制，在工件表面获得所需要的能量密度分布；也可以对异种金属电子束焊接进行能量输入比可调的不对称能量输入控制，可有效地控制接头两侧异种金属的熔化量，使接头两侧异种金属以适当的比例熔合。     

钛/钢异种金属电子束焊接技术的发展现状

由于电子束焊接具有高能量密度、精确可控的束斑尺寸和位置、低的焊接残余应力、无污染焊缝等优点,被认为是连接异种材料最合适的焊接方法。在分析钛/钢异种金属可焊性的基础上,归纳总结了电子束焊接钛/钢异种金属的特点,综述了国内外钛/钢异种金属电子束焊接研究进展,并对钛/钢异种金属电子束焊接的发展前景进行了展望。     

扫描轨迹可控的电子束钎焊

提出一种电子束扫描轨迹和扫描方式控制方法，采用二维曲线来描述电子束扫描轨迹，根据实际焊缝的形状、扫描区域的尺寸、扫描方式等建立曲线方程，并对其进行离散化处理，然后经D／A转换产生所需的模拟信号，该信号经放大后输入给偏转线圈驱动电子束按设定的扫描轨迹和扫描方式运动。不仅扫描轨迹可根据实际焊接的需要任意编辑，而且扫描方式也可任意设定，如连续或断续扫描、点、线、区域扫描等，使电子束成为可控移动热源，并将该方法成功地应用于电子束钎焊中。     

电子束扫描横焊薄铌板的熔池动力学行为

在电子束焊接过程中,金属液体蒸发的反冲压力、表面张力、重力等驱动力共同作用于熔池,对焊缝成形有显著影响. 在扫描横焊的情况下,电子束作用范围的扫描摆动和重力方向的旋转使熔池的动力学行为变得更复杂. 采用试验和数值计算方法对电子束扫描横焊薄铌板的熔池形态和凝固后熔合区形貌进行研究,数值模拟得到的熔池形态和熔合区形状与试验结果吻合. 熔池流场分析结果表明,半熔透熔池的驱动力主要为液态金属蒸发引发的反冲压力;全熔透熔池的上表面Marangoni流动占主导,表面张力与反冲压力共同作为熔池流动的驱动力;重力与焊接扫描共同作用使得熔池两侧的质量分布和流场分布不对称,造成了焊缝两侧熔合线的不对称.     

焊接热过程和冶金过程

钛合金与铌合金是具有优良使用性能的两种合金材料，这两种材料被广泛用于航空、航天、核工业等重要领域。采用有限元分析软件ANSYS，对钛合金与铌合金电子束焊的温度场进行了模拟研究，利用双热源模型模拟电子束焊温度场，研究了异种金属焊接的建模方法、函数载荷的加载技巧，[第一段]     

电子束工艺对7075/TA1异种金属焊接接头组织性能的影响

采用传统电子束焊接和电子束扫描焊接方法对7075铝合金和TA1钛合金进行了对接焊接,对比分析了两种电子束技术对异种金属焊接接头显微组织、硬度和拉伸性能的影响。试验结果表明,相较于传统电子束焊接,电子束扫描焊接会增加7075铝合金侧焊缝宽度,减小TA1钛合金侧焊缝宽度,且电子束扫描焊接的异种金属焊缝区过渡更加平滑。电子束扫描焊接铝合金侧热影响区明显更窄,且焊缝区等轴晶晶粒尺寸更加细小。传统电子束焊接界面区上部有明显钛合金溶于铝合金焊缝的特征,界面结合处呈不规则形状,局部区域可见长条状、岛状和棒状组织,而电子束扫描焊接界面区上部界面结合处呈规则弧形,未发现有钛合金溶入铝合金焊缝的特征。电子束扫描焊接接头的焊缝区和界面区硬度低于传统电子束焊接接头的,抗拉强度和断后伸长率都高于传统电子束焊接的。     

钛/铜异种金属连接技术研究进展

分析了钛/铜异种金属焊接存在的问题,介绍了钛/铜异种金属连接技术的研究现状,主要涉及钎焊、摩擦焊、爆炸焊、扩散焊及电子束焊等方法,同时指出这些焊接方法的特点、最新进展及适用性。对于推动钛/铜异种金属焊接的科学研究及工程应用具有重要意义。     

钛合金与铌合金电子束焊温度场数值模拟

钛合金与铌合金是具有优良使用性能的两种合金材料,这两种材料被广泛用于航空、航天、核工业等重要领域.文中采用有限元分析软件ANSYS,对钛合金与铌合金电子束焊的温度场进行了模拟研究,利用双热源模型模拟电子束焊温度场,研究了异种金属焊接的建模方法、函数载荷的加载技巧,着重分析了钛合金(7715D)和铌合金(C-103)的焊接性,采用热源向铌一侧偏置的方法来保证焊接熔深的一致.最后得到了不同焊接热输入条件下钛合金与铌合金焊接过程中的最佳偏置距离.     

电子束扫描焊接与焊缝凝固组织及性能的关系

电子束扫描焊接作为一种细化晶粒的焊接方法，对于不同的材料、有不同的细化效果。采用T—250马氏体时效钢为试验材料，初步研究了电子束扫描焊接对焊缝凝固组织、元素偏析及其对焊接接头强度和缺口冲击韧度的影响。并分析了电子束扫描焊接对断口形貌的影响。结果表明，采用电子束扫描焊接后、焊缝凝固组织细化、元素偏析降低；焊接接头强度和缺口冲击韧度提高。     

电子束钎焊温度模糊控制系统

将被焊工件温度模糊控制技术应用于电子束扫描钎焊中,所研发的系统集成了电子束焊接过程控制、电子束扫描轨迹控制、工件温度模糊控制、焊接数据高速采集与存储等多项功能.通过扫描轨迹的编辑与控制,可以适应各种形状曲线钎焊缝的温度场要求;在电子束对工件进行扫描加热的同时,通过温度采集装置实时得到被焊工件的温度信号并与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的两个输入变量,以模糊控制器输出控制量调节电子束流大小,从而实现钎焊温度的闭环控制.控制系统具有响应速度快、稳定时间短、稳态误差小、超调量小等特点,表明在电子束钎焊过程中采用模糊控制技术可以得到非常理想的控制效果.     

钛合金焊缝金属在酸性硫酸铜溶液中的阳极极化行为

针对钛焊区优先腐蚀问题,研究了电子束扫描焊接对钛合金焊缝金属在酸性硫酸铜溶液中阳极极化行为的影响,结果表明,通过改变电子束扫描频率控制焊缝金属凝固组织形态及尺寸,从而控制的焊缝金属的阳极极化行为,找出了焊缝金属与母材相同的阳极极化曲线的最佳匹配,提出了通过控制焊接凝固结晶,使钛合金焊缝金属与母材均等耐腐蚀的新技术。     

BT5-1钛合金与C-103铌合金的真空电子束焊接工艺研究

基于BT5-1钛合金与C-103铌合金性能的分析和电子束焊接的特点，实现了BT5-1与C-103的电子束焊接。试验结果表明：选用合适的电子束焊接工艺规范连接的BT5-1与C-103的接头成形良好，没有产生裂纹等缺陷。占空比对焊接质量有重要影响。     

Optimization of the heating source in electron beam welding of zirconium pipes

It is shown that the application of a distributed source, formed by an automatic system, in electron beam welding has a positive effect on the structure and corrosion resistance of welded joints in a zirconium alloy with 2.5% niobium.     

Investigation on gradient material fabrication with electron beam melting based on scanning track control

A new electron beam control system was developed in a general vacuum electron beam machine by assembling with industrial control computer, programmable logic control （PLC）, deflection coil, data acquisition card, power amplifier, etc. In this control system, scanning track and energy distribution of electron beam could be edited off-line, real-time adjusted and controlled on-line. Ti-Mo gradient material （GM） with high temperature resistant was fabricated using the technology of electron beam melting. The melting processes include three steps, such as preheating, melting, and homogenizing. The results show that the GM prepared by melting technology has fine appearance, and it has good integrated interface with the Ti alloy. Mo and Ti elements are gradually distributed in the inter.face of the gradient material. The microstructure close to the Ti alloy base metal is α ＋ β basket-waver grain, and the microstructure close to the GM is a single phase of β solid solution.     

BT20钛合金电子束热处理残余应力计算

利用三维有限元分析软件，模拟了BT20钛合金薄板焊态和焊后电子束局部热处理的实际焊接温度场以及残余应力的分布。结合数值计算，讨论了不同的热处理方式以及热处理工艺参数对焊接接头残余应力分布的影响。结果表明，在钛合金薄板焊缝的背面进行电子束局部热处理，可以显著降低焊缝中心处的残余拉应力。数值计算结果还表明，在其它工艺参数相同的情况下，随着局部热处理加热宽度和加热时间的增加，焊缝及近缝区的纵向残余应力随之降低，同时产生残余应力的范围也随之增大。     

熔炼方式对Ti6242S钛合金棒材组织性能的影响

利用1350kW型国产化的电子束冷床熔炼(EB)炉及真空自耗熔炼炉制备Ti6242S钛合金铸锭,并对制备的φ200mm棒材的微观组织及力学性能进行了对比分析.经EB一次熔炼铸锭的凝固组织均匀、细小,EB熔炼的特性造就了最终棒材力学性能的稳定性.(EB+VAR)棒材的微观组织及力学性能均优于EB棒材,这与VAR重熔的成分...     

高氧化铝瓷与铌的电子束焊接

为了使陶瓷与金属的密封件能长期工作于温度较高的腐蚀性化学溶液中,对高铝瓷与金属铌进行了电子束焊接试验.本文对焊接件的结构设计及预热、焊接等各项工艺因素进行了研究,给出了焊接件性能测试结果,并初步分析了焊接机理.     

TC4钛合金焊接接头中压电子束局部热处理技术

电子束局部热处理技术是对整体热处理的一种有益补充,针对TC4钛合金进行中压电子束局部热处理研究。电子束局部热处理后TC4钛合金接头的组织形态与电子束焊态基本相同,但焊缝区的晶粒组织略有细化,焊缝区显微硬度也得到了改善,电子束局部热处理后焊接接头的拉伸力学性能均高于焊态。优化的电子束局部热处理工艺完全可以使TC4钛合金接头的组织力学性能超过焊态。