特种连接技术 教学课件 作者 李亚江 6.ppt

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1、特种连接方法－specialjoiningtechnology第6讲各种材料的电子束焊主要包括钢、有色金属、高温合金、金属间化合物、异种材料的电子束焊1.钢低碳钢：焊缝、HAZ组织细小，易采用电子束焊非热处理钢易焊接低合金钢：热处理强化钢易出现HAZ硬度下降和裂纹，则需焊后回火、合理设计接头、预热、缓冷不锈钢：可电子束焊，但马氏体不锈钢焊后易产生淬硬马氏体，采取散焦电子束预热特种连接方法－specialjoiningtechnology特种连接方法－specialjoiningtechnology30Cr

2、3钢壳体淬火状态下真空电子束焊制造工艺传统：分段筒体旋压－退火－电子束焊－整体热处理（淬火＋回火）改造：分段筒体旋压－退火－热处理（淬火＋回火）－真空电子束焊技术要求射线检验I级要求，接头抗拉强度1.617GPa，塑性断裂，爆破压力大于26.8MPa特种连接方法－specialjoiningtechnology焊接问题冷裂：Ceq＝1.2%，需采取预热、降低焊接速度、焊后加热或缓冷过热区脆化：淬硬性大，过热区易产生高碳马氏体，小线能量，减少高温停留时间，同时预热和缓冷HAZ软化：加热到热处理时的回火温度后

3、出现软化，尤其是低温回火材料，软化区的温度范围越大，采用小线能量、快速焊。特种连接方法－specialjoiningtechnology特种连接方法－specialjoiningtechnology工艺措施及参数高真空度：<2×10－2Pa提高加速电压：德国产电子束焊机，最大加速电压150kV焊前预热：散焦电子束焊后热处理：散焦电子束，类似回火U/VI/mAV(mm/s)Th/min预热1501.5205焊接1505.640－后热1501.0205特种连接方法－specialjoiningtechnolo

4、gy焊后焊缝无裂纹，接头强度1.68~1.71GPa，爆破压力>27MPa，断口呈塑性断裂，接头组织与原制造工艺基本一致特种连接方法－specialjoiningtechnology2.有色金属铝及铝合金纯铝及非热处理强化铝合金HAZ小，变形小，不加焊丝，接头性能等同于母材，单道焊厚度达475mm。热处理强化铝易产生裂纹和气孔，需加焊丝、降低焊速、焊后固溶处理等改善。铜及铜合金穿透性焊接较为优越，真空电子束焊可完全避免接头的氧化。含Zn、Sn、P低熔点元素的黄铜和青铜时，易造成焊缝合金元素损失，需避免电子

5、束长时间聚焦于焊缝，焦点处于工件表面上方或摆动电子束厚大件，为避免飞溅，可用散射电子束修饰焊缝特种连接方法－specialjoiningtechnology特种连接方法－specialjoiningtechnology钛及钛合金Ti在高温下吸收O和N，降低韧性，真空电子束10-3Pa，避免污染，是99.99%Ar保护效果的1000倍；再是，与GTAW相比，HAZ和WM窄，组织细小，接头强度高，塑韧性好。表3.12和3.13例如，F－4战斗机中央翼盒长7m，宽0.9m，整个结构由TC4钛合金件组成，共70条

6、焊缝，焊接厚度17~57.2mm，全部焊缝长55m，电子束焊使整个结构减轻270kg。特种连接方法－specialjoiningtechnology3.高温合金（表3.24，3.25）固溶强化和沉淀强化高温合金都可焊，焊前最好使固溶或退火状态，某些液化裂纹敏感合金则采取小热输入和合适的焦距，减小焊缝弯曲部位的过热。焊接缺陷及防止HAZ液化裂纹：采用杂质低的母材，减少晶界的低熔点相，采用较低的焊接热输入，防止HAZ晶粒长大和晶界局部液化，必要时添加抗裂性好的焊丝。焊缝气孔：母材纯净度、表面粗糙度和焊前清理。

7、未熔合和咬边：防止电子束偏转，使之与工件垂直，退磁，调整聚焦位置特种连接方法－specialjoiningtechnology4.金属间化合物（抗氧化、耐腐蚀、耐高温）TiAl：室温塑性低，添加Cr、Mn、V、Mo获得（γ＋α2）组织，快速冷却时，α转变为γ，脆性增大。因此，需降低冷却速度和适当提高预热温度。Ti3Al：特种连接方法－specialjoiningtechnologyyu特种连接方法－specialjoiningtechnology关键是采用小线能量，因为线能量越大，弯曲韧性越差，硬度变化越

8、明显（HAZ增大，FZ降低）特种连接方法－specialjoiningtechnologyFe-Al：成本低、抗氧化、耐腐蚀性能优，但氢脆敏感性强，采用非真空条件下的熔化焊，易产生裂纹。各种材料电子束焊实例特种连接方法－specialjoiningtechnology特种连接方法－specialjoiningtechnology特种连接方法－specialjoiningtechnology特种连接方法－specialjoini