鈦合金-不銹鋼電子束釬焊界面組織及接頭性能研究.pdf

1、本文針對鈦合金、不銹鋼異種金屬復(fù)合構(gòu)件焊接的需要,進行了鈦合金/不銹鋼電子束釬焊界面組織及接頭性能的研究,并對釬焊過程中的溫度場進行了有限元數(shù)值模擬。
　　對Ag-Cu、Ag-Cu-Ti和Ag-Cu-Ni三種粉末釬料在鈦合金、不銹鋼上進行了釬料的潤濕性試驗。根據(jù)潤濕性試驗結(jié)果,最終選擇了Ag-Cu釬料對鈦合金/不銹鋼進行電子束釬焊試驗。為了確定接頭界面產(chǎn)物、組織結(jié)構(gòu)及分布,運用了SEM、EDS、XRD等多種觀察和測試方法和手段進行

2、了界面組織分析;并根據(jù)以上觀察和分析,結(jié)合溫度的測量,對束流、加熱時間及聚集電流三個主要工藝參數(shù)對接頭界面形成及力學(xué)性能的影響進行了探索。從界面組織中可以看出接頭界面反應(yīng)產(chǎn)物從不銹鋼一側(cè)到鈦合金一側(cè)依次是,微量TiFe2+少量TiCu/大量Ag(s,s)+少量Cu(s,s)+大量Ag-Cu共晶組織/大量Ti3Cu4+少量TiCu。
　　束流和加熱時間對釬料的潤濕鋪展性、界面組織形態(tài)、力學(xué)性能影響顯著,但對界面處產(chǎn)物生成的種類沒有影

3、響。隨著束流和加熱時間的增加,最高溫度、高溫停留時間都會明顯上升。確定在本試驗條件下進行Ag-Cu釬料電子束釬焊的最優(yōu)工藝參數(shù)為:當(dāng)束流為2.0mA、加熱時間為96s、聚焦電流為550mA時,接頭的最大剪切強度為189MPa,此時接頭發(fā)生以脆性斷裂為主并存在一定區(qū)域的韌性斷裂帶的混合斷面,接頭斷口處的脆性相較多,斷裂主要發(fā)生在鈦合金與釬料的化合物Ti3Cu4反應(yīng)層上。
　　利用有限元軟件MSC.MARC建立了鈦合金/不銹鋼電子束釬