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镍基电热合金, n公rnin而而nl讨nlin丫八:b叫妇似枷几日已心拟坡阿枷而而而祷二rof内j，‘l昌叫拟嫂胭圈匕城X激光功率p理a)正面熔宽创X】图X)《XX)X洲激光功率p耀b)背面熔宽X旧《XX)《X旧习一一/才入一oo图一尸/厂岑‘激光功率p仰c)背宽比正面熔宽背面熔宽和背宽比随激光功率的变化焊接速度对焊缝形状的影响图为离焦量为O时焊接速度变化对焊缝背宽比的影响。激光功率不变，焊缝背宽比随焊接速度的增一泣):_~p=以】w一~尸理w~尸=《xMW一如奋闷一P=以XjW……焊接速度口mmin一今图焊接速度对背宽比的影响大呈下降趋势，激光功率越低，背宽比下降速度越快，这说明激光功率越低，激光熔透性对焊接速度的变化越敏感。zjdrzjyhzrj。
可以发现,时效析出的弥散相较少,且分布不均匀;时效时析出的相数量增加,呈细小弥散均匀分布;时效时,析出的相变得粗大。时效是过饱和固溶体分解和强化相沉淀的过程,其动力学由溶质原子扩散控制,温度是影响原子扩散系数的主要因素[]。温度越高,扩散系数越大,过饱和固溶体分解速度越快。当时效温度较低时,合金元由于铝锂合金具有密度小焊接性能良好强度高韧性好低温性能极好的特点,广泛应用于航空航天飞行器的制造[]。
镍基电热合金, 材料及方法试验材料为GHA,其化学成分如表所示,室温下弹性模量为GPa,密度为g/cm,材料的屈服强度和拉伸强度分别为和MPa。采用无填充材料的真空电子束焊接方式进行焊接,试件尺寸如图所示。电子束焊接工艺:加速电压kV,电子束流mA,焊接速度为mm/min,真空度为Pa。电子束焊接后,接头形状呈现上宽下窄的形状,头部宽度为mm,底部宽度为mm,具体如图所示。疲劳试样是沿着垂直于焊缝方向进行截取,具体如图所示。
用铝锂合金代替飞机上的传统铝合金,不需要对适航条件作太大的修改。铝锂合金的成形维修等都较复合材料方便,成本也远远低于复合材料,此外,铝锂合金还具有良好的耐低温性能。铝锂合金是美国Lockheed公司专为飞机贮箱研制的新型合金,该合金强度比合金高,可取代原来使用的合金。美国发现号航天飞机燃料箱使用合金的焊接结构,使整个燃料箱减重kg[]。合金焊接时主要存在的问题是热裂纹敏感性大,接头强度低。这些问题的产生与焊缝凝固后的组织形态密切相关,因此改善焊缝的凝固组织,获得细小的等轴晶已成为许多研究者追求的主要目标[]。
镍基电热合金, 电子枪为直线式皮尔斯枪,加速电压为kV,基板为水平转动,基板面平行于蒸发源表面。沉积过程中采用双源锭料同时蒸发,基板材料为不锈钢K,直径为mm的圆钢板。基板温度为,基板转速为r/min。沉积完毕后,随炉冷却至室温。制备态薄板剪切成实验用试样,表面喷涂一层抗氧化涂层。试样X先在固溶min,水冷。然后在时效,空冷。用线切割把处理后试样加工成拉伸试样。利用奥林巴斯PMG型光学显微镜OM)FEIQuanta型扫描电子显微镜SEM)和Philips公司CM型透射电子显微镜TEM)对试样进行显微形貌观测。zjdrzjyhzrj。
焊接实验采用GSILUMONICS公司JKH型NdYAG脉冲激光器,为防止材料表面剧烈氧化,保护气体使用体积分数为%的氩气,焊接参数范围如表所示。利用线切割以垂直于焊缝方向对样品取样,腐蚀前依次使用#,#,#,#和#砂纸对截面打磨,利用强氧化酸性溶液对焊缝处进行腐蚀HCl和HNO的体积比为),腐蚀时间s。使用OlympusMX光学显微镜观察焊缝形貌特征。表焊接参数范围TableRangesofweldingparametersParameterPulseenergy/JPulseduration/msWeldingvelocity/mm/min)Repetitionrate/HzValue,,,,,,,,,,,,结果与分析图焊缝形貌焊接条件:J,ms,mm/min,Hz)具有表面平整焊缝窄以及无明显热影响区的特点。
目前基于HastelloyC的焊接技术研究主要集中在氩弧焊接。年Cieslak等[~]便开始研究HastelloyC的氩弧焊接特性,针对mm厚度HastelloyC系列合金进行氩弧焊接的对比研究,研究了焊接后C系列合金相变过程以及焊后时效处理对材料性质的影响。年,Rowe等[]对HastelloyC系列合金的焊接特性作了比较详尽的报道,提出了氩弧激光电子束以及离子束焊接Hastelloy合金的可行性,分析了氩弧焊接对C系列合金的影响规律。
Ono等[]对镍合金母材和电子束焊接接头进行了高周疲劳研究,发现焊接接头的高周疲劳强度要低于母材,疲劳裂纹萌生都源自焊缝空洞等缺陷处。孙林根等[]对X焊接转子进行了高周疲劳试验,发现裂纹萌生主要位于气孔处。Wang等[]对异种金属电子束焊接接头的高周疲劳进行了研究,发现裂纹萌生于试件表面或靠近焊接缺陷的区域。张国栋等[]对M母材及电子束焊接接头进行了高周疲劳试验,发现电子束焊接接头断裂机理主要是由于焊缝柱状晶结合强度低,晶粒粗大造成。
