超弹性niti合金丝激光点焊接头的组织和性能

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要NiTi形状记忆合金集形状记忆效应、超弹性、良好的生物相容性于一体，使它成为理想的医用材料。目前对于直径较小、厚度较薄的医疗器械的需求量日益增加。这些医疗器械可经过外科植入或导管到达人体细小、弯曲的部位。但是，现有的加工技术，激光雕刻或手工编织，成本高且难以加工此类医疗器械。激光微焊接被认为是加工此类医疗器械适合的、有希望的方法之一。本论文研究了NiTi形状记忆合金脉冲激光点焊的工艺及激光点焊接头的组织、性能目的在于揭示用激光焊接方法加工微小医疗器械的可行性。采用脉冲激光进行了超弹性Ti-50.6at.%Ni合金细丝的点焊。理论分析和试验结果表明，NiTi

2、合金激光点焊时，获得良好接头的工艺参数选择原则是小电流、大脉宽、负离焦，同时需要氢气保护。本文对比分析了接头和母材在金相组织、相变行为、成分、显微硬度及应力一应变曲线等方面的变化。结果表明，激光焊接NiTi记忆合金是有前途的。激光点焊接头熔化区由树枝晶组成，热影响区分为两部分，靠近熔池部分为粗大等轴晶，靠近母材部分为细小等轴晶。激光焊接会造成Ni的蒸发使接头中Ni含量比母材低，从而影响接头的相变行为。激光焊接后，接头中碳化物的含量明显少于母材。力学性能测试表明，接头的抗拉强度可达母材的70%，可恢复应变达母材的92%。在最大平台应变处卸载，激光点焊接头的残余应变为4.3%，母材的残余

3、应变为1.8%.关键词:NiTi合金;激光焊;超弹性;组织;力学性能超弹性NM合金丝激光点焊接头的组织和性能Microstructureandpropertiesoflaserspot-weldedjointofsuperelasticNiTialoywireAcombinationofshapememoryefect,superelasticityandgoodbiocompatibilitymakesNiTialloyadesirablecandidatematerialforcertainbiomedicaldeviceapplications.Thereisagrowingd

4、emandforsmallerandthinnermedicaldevicesthatcanbesurgicallyimplantedordeliveredviacatheter,intosmalldiameter,highlytortuouspartsofhumanbody.However,presenttechnique,lasercuttingorhandmadetechnique,usuallytakeshighcostsanditisdificulttofabricatefmerormorecomplicatedmedicaldevices.Microlaserweldin

5、gisconsideredtobeoneoftheavailableandpromisingmethodsforthefabricationofmicromedicaldevices.Process,microstructuresandpropertiesofpulselaserspotweldingNiTishapememoryalloyhavebeenstudiedinthispaperinordertorevealtheapplicabilityoflaserweldingtothefabricationofsmallmedicaldevices.Ti-50.6at%Niwir

6、eswereweldedusingpulsedYAGlaserTheoreticanalysisandexperimentalresultsshowthatweldingparameterspossessinglowercurrent,higherpulseduration,defocusingdistanceandArprotectingatmosphereareadvantageoustogetingbeterjoint.Thelaserspot-weldedjointsweretestedforinvestigationthemicrostructure,transformat

7、ionbehavior,composition,micro-hardnessandstress-straincurvesincomparisonwiththebasemetal.ItcanbeconcludedthatlaserweldingNiTialloyisadvisablewhenNiTialloyisusedasfunctionalmaterial.Thefusionzonefeaturesdendritestructure,themicrost