铍焊接技术研究进展

   2012-09-03 铁艺资讯大全王小姐4790

  
  JamesE等人介绍了0.25mm、0.30mm、0.35mm铍材脉冲激光焊接的工艺参数,而且得出激光焊接0.35mm铍材的优化焊接参数[25]。
  
  3铍的扩散焊接
  
  采用扩散焊焊接铍时,不会出现裂纹和再结晶过分长大等熔化焊常见到缺陷。20世纪70年代以来,国内外采用扩散焊实现了铍与铍、铍与钢、铍与钛、铍与铍铜合金、铍与铜的焊接[26,27]。
  
  据报道国外学者利用Ag、BeCu、Al、Ti、Cu、Ti/Ni、Al/Mo/Cu、Cr/Cu、无氧铜、作中间过渡层在温度为300-900℃,压力为20-140MPa,时间为2-4h之间的条件下,对铍和无氧铜进行了热等静压扩散焊和热压扩散焊。结果表明,用Ag作为中间层,在700℃下进行热等静压,可以得到性能优良的接头;在Be/DSCu(Al弥散强化的铜)直接连接和BeCu合金作中间层时,发现在Be侧出现Be2Cu相,在DSCu侧出现了Cu+BeCu相,这些脆性相降低了接头性能。同时研究表明扩散层的厚度与结合时间的平方根成正比,接头的剪切强度主要决定于Be侧的Be2Cu相的形成。以Ti作为中间层时,在过渡区内也产生了中间相。
  
  激光焊接由于它的能量集中、焊接热影响区小、工作稳定以及易控制的特点而受到人们的重视,与电子束焊接铍相比,其最大的优点是易于防护。有关铍的激光焊接的文章国内外公开报道的很少。
  
  林志等人对Be/Al合金的YAG激光焊接进行了研究,通过控制激光束的能量密度和焊接速度,在严格控制真空度和严格清洗焊接表面的条件下,可以消除其他焊接方法容易产生的焊接缺陷,得到良好的接头显微组织,铍/铝合金的焊缝组织为典型的共晶组织[21]。秦有钧介绍了铍的CO2激光焊,指出激光焊比电子束焊困难,采用电阻或感应热源焊前预热焊件,预热温度为350℃[22]。Lingenfelter用脉冲Nd:YAG激光进行铍/钽准直器的激光焊接研究,并成功实现了25μm厚的铍和钽箔组装焊接[23]。李盛和等人对铍的YAG激光焊接裂纹敏感性进行研究,分析了激光焊接焊前预热、短焦距及焊接工艺参数等因素对裂纹敏感性的影响。结果表明:选择合适的焊接参数可减少裂纹产生,但其作用有限不能从根本上消除裂纹。焊前预热及焊后缓冷对抑制裂纹作用显著,且随着预热温度提高裂纹率呈下降趋势。此外焊接中减少铍的熔化量对减少裂纹也发挥了重要作用[24]。
  
  JamesE等人介绍了0.25mm、0.30mm、0.35mm铍材脉冲激光焊接的工艺参数,而且得出激光焊接0.35mm铍材的优化焊接参数[25]。
  
  3铍的扩散焊接
  
  采用扩散焊焊接铍时,不会出现裂纹和再结晶过分长大等熔化焊常见到缺陷。20世纪70年代以来,国内外采用扩散焊实现了铍与铍、铍与钢、铍与钛、铍与铍铜合金、铍与铜的焊接[26,27]。
  
  据报道国外学者利用Ag、BeCu、Al、Ti、Cu、Ti/Ni、Al/Mo/Cu、Cr/Cu、无氧铜、作中间过渡层在温度为300-900℃,压力为20-140MPa,时间为2-4h之间的条件下,对铍和无氧铜进行了热等静压扩散焊和热压扩散焊。结果表明,用Ag作为中间层,在700℃下进行热等静压,可以得到性能优良的接头;在Be/DSCu(Al弥散强化的铜)直接连接和BeCu合金作中间层时,发现在Be侧出现Be2Cu相,在DSCu侧出现了Cu+BeCu相,这些脆性相降低了接头性能。同时研究表明扩散层的厚度与结合时间的平方根成正比,接头的剪切强度主要决定于Be侧的Be2Cu相的形成。以Ti作为中间层时,在过渡区内也产生了中间相。
  
  将Be直接与不锈钢进行扩散焊接,会产生中间相,增加接头脆性,接头会产生沿晶界或结合界面开裂,导致焊接接头强度不高。铍与316L不锈钢扩散焊的结合强度在50MPa以内。采用向铍和不锈钢之间加中间层材料可以防止形成脆性高且硬度大的中间相,改善铍和不锈钢的连接性能。国外学者采用过Ti、Be-Cu合金、Cu和Ag等作中间层材料对Be与不锈钢进行扩散焊接。研究结果表明:Be-Cu合金和Ag合金是比较好的中间层。铍与316L不锈钢进行扩散焊接,加Ag中间层,在788℃真空中2h可以完成扩散焊接;Be-Cu合金是一种比较好的过渡材料,在800℃下2h可以实现扩散焊接。
  
  国内,张鹏程等对Be与HR-21不锈钢的扩散焊进行了系统的研究,并取得了很大进展。铍与HR-21锈钢的相容性差,从铍向HR-21不锈钢过渡,生成Be2Fe、Be2Cr、Be2Ni、Be2Mo等金属间化合物。这些脆性相的生成导致焊接应力和裂纹,致使铍与HR-21不锈钢的焊接存在很大的困难。试验结果表明,随着压力的增加,中间相的数量增加,使界面的脆性加大。而降低铍与HR-21不锈钢接头质量的主要原因是铁和不锈钢合金元素在铍晶界的偏聚和脆性中间相在扩散区的产生。采用Cu作为中间层材料,结果显示,Cu中间层有效地阻挡了不锈钢中合金元素Ni、Cr等向铍基体的扩散,从而阻止了金属间化合物Be2Ni5、Be12Cr和NiBe等在铍基体内的生成;它也有效地阻止了Be和Fe之间的互扩散。另一方面,Cu没能完全阻止对接头性能有害的金属间化合物Be11Fe在界面处的生成,还产生了新的金属间化合物Be2Cu,因此Cu作为中间层材料对接头的性能优化只起到一定的作用[28]。
  
  4铍的其它焊接方法
  
  铍的焊接方法中,除了上述的3类常用方法外,还可以采用电阻焊、超声波焊等技术来实现铍或铍与其他金属的连接。
  
  5结束语
  
  目前国内外采用不同的工艺进行铍及铍合金的焊接,已经取得了很多成果。随着核工业、航空航天、真空电子技术的迅速发展,铍及铍合金的应用越来越广泛,对铍及铍合金焊接质量的要求也越来越高。氧化、气孔和裂纹是其主要问题。随着人们对铍焊接技术研究的不断深入,新的焊接方法和技术不断出现,铍焊接中的各种难题必然会得到解决。铍的焊接技术必然会得到更进一步的发展。
  
  
 
举报收藏 0打赏 0评论 0
 
更多>同类资讯
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  免责声明  |  法律声明  |  版权声明  |  联系方式  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  网站留言  |  违规举报