朱 琦,安 耿, ,孫院軍,裴俊宇,白清林,張林杰
(1.金堆城鉬業(yè)股份有限公司技術(shù)中心,陜西 西安 710077) (2.西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710049)
鉬及鉬合金焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀及進(jìn)展
朱 琦1,安 耿1, 2,孫院軍1,裴俊宇2,白清林2,張林杰2
(1.金堆城鉬業(yè)股份有限公司技術(shù)中心,陜西 西安 710077) (2.西安交通大學(xué)金屬材料強(qiáng)度國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 西安 710049)
本文系統(tǒng)總結(jié)了鉬及鉬合金焊接技術(shù)的研究現(xiàn)狀和最新進(jìn)展,分別介紹了近年來(lái)電子束焊、鎢極氬弧焊、激光焊、電阻焊、釬焊和摩擦焊等6種焊接技術(shù)應(yīng)用于鉬及鉬合金焊接所取得的進(jìn)展和發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,論述了各種焊接技術(shù)的特點(diǎn),結(jié)合鉬合金焊接性特點(diǎn)對(duì)各種焊接技術(shù)應(yīng)用于鉬及鉬合金焊接的發(fā)展前景進(jìn)行了分析和展望。
鉬合金;焊接;現(xiàn)狀;進(jìn)展
鉬及鉬合金具有熔點(diǎn)高、高溫強(qiáng)度高、耐磨性好、導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、線膨脹系數(shù)小以及彈性模量高、抗腐蝕性能好等特點(diǎn),在國(guó)防軍工、航空航天、電子信息、能源、化工、冶金和核工業(yè)等領(lǐng)域有著不可替代的作用和應(yīng)用需求。但是,鉬及鉬合金材料本質(zhì)上還是屬于硬脆材料,因此其焊接性通常較差。為了擴(kuò)展鉬及鉬合金的應(yīng)用領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)其焊接問(wèn)題已經(jīng)進(jìn)行了大量研究,相關(guān)文獻(xiàn)從21世紀(jì)70年代開始就不斷見于報(bào)道。
1.1 室溫脆性
鉬及鉬合金的韌性隨溫度變化并在一個(gè)非常狹窄的溫度范圍內(nèi)由韌性斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈詳嗔?。純鉬的韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍約為140~150 ℃,導(dǎo)致其深加工困難、產(chǎn)品性能低、應(yīng)用領(lǐng)域受限。這種脆性被稱為鉬的本征脆性,主要是由原子的最外層和次外層電子均為半滿狀態(tài)這一電子分布特點(diǎn)所決定的。由于鉬及鉬合金具有熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性好、再結(jié)晶溫度高、固態(tài)不發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變及其bcc晶體結(jié)構(gòu)致密度低等特點(diǎn),其焊后焊縫及熱影響區(qū)尺寸大、晶粒嚴(yán)重粗化,導(dǎo)致C、N、O等間隙雜質(zhì)充分?jǐn)U散并在晶界上富集、晶界結(jié)合強(qiáng)度嚴(yán)重弱化。在材料本征脆性和晶界雜質(zhì)偏析現(xiàn)象共同作用下,鉬及鉬合金焊接裂紋敏感性高、接頭強(qiáng)度和塑韌性很差。
1.2 氣孔缺陷
由于粉末冶金工藝可得到無(wú)擇優(yōu)取向的細(xì)晶粒組織,難熔金屬胚條常用粉末冶金方法制備,導(dǎo)致材料含有微孔隙和雜質(zhì)元素、致密度無(wú)法與熔煉冶金制備的材料相比,因此鉬及鉬合金熔焊通常會(huì)遇到氣孔缺陷率高的問(wèn)題。尤其是殘留在微孔隙內(nèi)的處于高壓狀態(tài)氣體危害最為顯著,焊接過(guò)程中這些高壓氣體被釋放到高溫熔池中后會(huì)在熔池中急劇膨脹從而使鉬及鉬合金焊接接頭質(zhì)量嚴(yán)重惡化。
目前,鉬及鉬合金的焊接方法主要包括鎢極氬弧焊、電子束焊、激光焊、電阻焊、釬焊和摩擦焊等。
2.1 電子束焊
潘際鑾等人[1]研究了厚度1.5 mm粉末冶金純鉬的電子束焊接。結(jié)果表明,焊接速度愈大晶粒度愈小、晶間雜質(zhì)愈少,通過(guò)提高焊速、減小焊接線能量可顯著改善鉬焊接接頭的韌性;真空度對(duì)接頭的韌脆轉(zhuǎn)變溫度影響顯著,焊接過(guò)程中工件表面氧化物的分解對(duì)真空度有較大影響,真空度從10-4mm汞柱提高到10-5mm汞柱時(shí)接頭的韌脆轉(zhuǎn)變溫區(qū)的上限從約150 ℃下降到約100 ℃。楊秦莉等人[2]采用電子束焊接方法對(duì)16 mm 厚純鉬板進(jìn)行焊接。結(jié)果表明,焊縫呈“釘子”狀,焊縫熱影響區(qū)窄,焊縫中間為粗大的等軸晶、兩側(cè)為柱狀晶。焊縫和熱影響區(qū)顯微硬度比母材區(qū)硬度高。焊接接頭不同厚度處顯微硬度和力學(xué)性能不一致,1 100 ℃熱處理接頭強(qiáng)度最高在焊縫底部。焊接接頭拉伸斷口全部在焊縫區(qū),呈解理斷裂形貌。鄭衛(wèi)勝等人[3]采用真空電子束焊接方法對(duì)16 mm厚純鉬材料進(jìn)行焊接。結(jié)果表明,采用真空電子束焊接的純鉬焊縫晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象嚴(yán)重。
Morito等人[4]發(fā)現(xiàn)室溫下TZM電子束焊接接頭總是呈現(xiàn)脆性斷裂,裂紋起源于晶界,然后沿著晶界或穿過(guò)晶粒擴(kuò)展。但是當(dāng)溫度超過(guò)300 ℃以后,TZM電子束焊接接頭總是呈現(xiàn)韌性斷裂,斷裂前有明顯頸縮現(xiàn)象。此外,研究還發(fā)現(xiàn)滲碳和焊后熱處理能夠有效提高鉬合金晶界結(jié)合強(qiáng)度,使TZM合金和Mo-Re合金電子束焊接接頭的室溫韌性得到改善[5]。Morito等人[6]進(jìn)一步研究了在50Mo-50Re(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金的基礎(chǔ)上進(jìn)一步增加Re含量對(duì)其焊接性的影響。發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步增加Re含量后晶界結(jié)合強(qiáng)度提高、電子束焊接接頭韌性改善。即使是在液氮中,該焊接接頭最大彎曲角也可以達(dá)到約50度。Morito等人[7]還通過(guò)熱模擬試驗(yàn)比較了隨爐冷卻和快速淬火冷卻兩種熱處理?xiàng)l件下鉬合金[Mo>99.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]焊接熱影響區(qū)的韌性。發(fā)現(xiàn)焊后快冷會(huì)使鉬合金焊接接頭HAZ區(qū)的韌性顯著下降,主要原因是快速淬火條件下HAZ區(qū)晶界偏析更顯著。Stütz等人[8]系統(tǒng)地研究了電子束焊接工藝參數(shù)對(duì)2 mm厚度TZM合金對(duì)接接頭中FZ區(qū)尺寸、HAZ區(qū)尺寸、FZ和HAZ晶粒尺寸、氣孔和裂紋敏感性的影響。發(fā)現(xiàn)線能量較大時(shí)氣孔缺陷嚴(yán)重,線能量較小時(shí)不僅可以抑制氣孔而且可以使FZ區(qū)晶粒尺寸明顯減小。電子束焊接接頭強(qiáng)度可以達(dá)到母材強(qiáng)度的50%~77%。焊縫和熱影響區(qū)晶粒粗大,F(xiàn)Z區(qū)顯微硬度和母材相比下降了20%~31%。在不填充焊材的情況下雖然可以獲得成形良好的電子束焊接頭,但是韌性和強(qiáng)度不能滿足要求,因此認(rèn)為有必要進(jìn)行填充材料、對(duì)焊縫金屬進(jìn)行合金化的電子束焊接研究。
2.2 鎢極氬弧焊
王華等人[9]研究了TZM鉬合金的鎢極氬弧(TIG)焊接,結(jié)果表明,在合適的焊接電流、焊接速度和氬氣流量下可獲得成形良好的焊縫。焊縫區(qū)為粗大柱狀晶,熱影響區(qū)是粗大等軸晶。Jiang等人[10]研究了Mo-Cu復(fù)合材料與不銹鋼的填Cr-Ni焊絲鎢極氬弧(TIG)焊接。王慧芳[11]研究發(fā)現(xiàn)熔煉鉬合金的EBW或TIG焊接焊縫中氣孔較少,而粉末冶金純鉬或鉬合金的焊縫中有非常嚴(yán)重的孔洞,并存在大尺寸氣孔;添加C可以改善粉末冶金純鉬或鉬合金焊縫的塑性,并能夠使焊縫中的氣孔顯著減少;細(xì)化焊縫中的柱狀晶組織可以改善鉬和鉬合金焊縫的斷裂韌性;此外,向焊縫中摻加Ti和Hf也能夠減少粉末冶金純鉬焊縫中形成的中心線裂紋和氣孔,使焊縫區(qū)的硬度增大,并使拉伸斷裂部位由焊縫區(qū)向熱影響區(qū)轉(zhuǎn)移。
Matsuda F.等人[12]研究了粉末冶金制備的1.5 mm厚鈦鋯鉬合金(TZM合金)的電子束焊接和TIG焊接。研究發(fā)現(xiàn)大的焊接熱輸入會(huì)使TZM合金焊接接頭韌性顯著下降,TIG焊接頭的韌脆轉(zhuǎn)變溫度比電子束焊接頭韌脆轉(zhuǎn)變溫度高出約120 ℃。此外,他們還發(fā)現(xiàn)TIG焊接時(shí)只在焊縫起弧位置和收弧位置附近出現(xiàn)氣孔缺陷,而采用真空環(huán)境下的電子束焊接時(shí)焊縫中氣孔缺陷顯著增加。X射線探傷結(jié)果顯示長(zhǎng)度200 mm的電子束焊縫中出現(xiàn)了約700個(gè)氣孔缺陷。Kolarikova等人[13]研究了純鉬薄板的電子束焊和鎢極氬弧焊。母材是粉末冶金材料,經(jīng)軋制加工為0.2 mm和0.4 mm薄板。EBW焊接采用0.2 mm純鉬板,GTAW焊接采用0.4 mm薄板。在各自優(yōu)化工藝條件下,兩種方法制備的接頭均未出現(xiàn)裂紋和氣孔缺陷。EBW接頭和GTAW接頭的FZ區(qū)寬度分別為0.8 mm和1.7 mm,而EBW接頭和GTAW接頭的HAZ區(qū)寬度差異十分顯著,分別為1.4 mm和35 mm。EBW接頭FZ區(qū)和HAZ區(qū)晶粒尺寸也明顯比GTAW接頭小。表明高能量密度的EBW方法比GTAW方法更適合于焊接鉬。
2.3 激光焊
Liu等人[14]研究了厚度0.13 mm粉末冶金鉬錸合金(50Mo-50Re)搭接接頭的Nd:YAG激光連續(xù)焊。母材組織為再結(jié)晶狀態(tài)等軸晶,平均晶粒尺寸約33 μm。保護(hù)氣體是純度99.5%的氬氣。在75 W功率、25 mm/min焊接速度和光斑直徑為2.5 mm條件下施焊。焊后熔化區(qū)結(jié)合界面處出現(xiàn)裂紋,在熔化區(qū)結(jié)合界面處觀察到多處大尺寸氣孔,氣孔直徑約為母材板厚的15%~20%。斷口顯微分析結(jié)果表明斷裂模式是沿晶斷裂,在晶粒內(nèi)部和晶界上有大量深色化合物,成分分析表明這些深色化合物中的C、O含量分別為30%和15%(原子分?jǐn)?shù))。焊后母材、熱影響區(qū)和FZ區(qū)的顯微硬度平均值分別約為HV290,HV370和HV420,即焊后焊縫和熱影響顯著硬化。作者認(rèn)為粗大組織和有害雜質(zhì)元素是結(jié)合界面處發(fā)生硬化和接頭沿晶開裂的主要原因。Lin, Y[15]的研究表面采用脈沖Nd:YAG激光焊方法替代電阻焊方法來(lái)焊接直徑0.5 mm的針狀純鉬導(dǎo)電原件,結(jié)果表明可以使接頭強(qiáng)度提高約2倍。
Kramer等人[16]研究了0.5mm厚度Mo-44.5% Re合金薄板的電子束焊和脈沖Nd:YAG激光焊。母材通過(guò)粉末冶金工藝制備,然后經(jīng)軋制和退化加工,最終獲得0.5 mm厚度的Mo-44.5% Re合金薄板。電子束焊接前用低能量密度的束流對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱處理。研究發(fā)現(xiàn)激光焊接頭組織更細(xì)小,電子束焊接Mo-44.5% Re合金接頭成形良好,未出現(xiàn)氣孔和裂紋缺陷。激光焊接Mo-44.5% Re合金接頭的FZ區(qū)出現(xiàn)了裂紋,力學(xué)性能試驗(yàn)后激光焊接頭斷口呈現(xiàn)脆斷顯微形貌。Chatterjee A.等人[17]研究了1.2 mm厚鍛造態(tài)鈦鋯鉬合金[Ti 0.50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)), Zr 0.08%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和C 0.04%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]對(duì)接接頭的電子束焊接和電弧前置Nd:YAG激光-TIG復(fù)合熱源焊接。兩種焊接方法制備的焊接接頭中都沒(méi)有明顯的氣孔缺陷問(wèn)題。兩種方法所制備接頭的FZ區(qū)和HAZ區(qū)都分別是粗大柱狀晶組織和粗大等軸晶組織,但是EBW接頭中FZ區(qū)和HAZ區(qū)的晶粒尺寸明顯較小,分別是Hybrid接頭中的55%和65%左右。EBW和Hybrid焊接方法得到的焊縫寬度分別約為1.4 mm和2.6 mm,但是兩種情況下熱影響區(qū)寬度都約是焊縫區(qū)寬度的1.5倍。兩種情況焊縫和熱影響區(qū)都發(fā)生了軟化,EBW接頭FZ顯微硬度比母材下降約26%,Hybrid焊接時(shí)軟化區(qū)更寬一些,軟化程度也更大一些。拉伸試驗(yàn)結(jié)果表明,激光-TIG復(fù)合焊和電子束焊兩種焊接方法所制備接頭的強(qiáng)度分別約為母材強(qiáng)度的41%和47%。雖然FZ和HAZ區(qū)都發(fā)生了軟化,但是兩種接頭在拉伸試驗(yàn)中幾乎完全沒(méi)有表現(xiàn)出拉伸塑性,斷面收縮率和延伸率幾乎是零,而母材的延伸率則高達(dá)8.4%。兩種接頭拉伸斷口都呈現(xiàn)穿晶斷裂的脆斷形貌。雖然EBW焊接是在高真空(<1.33 MPa)環(huán)境下進(jìn)行的,但是EBW焊接接頭FZ區(qū)材料的TEM觀察結(jié)果顯示在晶粒內(nèi)部有大量均勻分布的彌散第二相,其尺寸范圍是0.1~10 μm。成分分析表明這些彌散第二相是Mo的氧化物,含有約65at%的O和約34.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的Mo。斷口分析和TEM試驗(yàn)結(jié)果表明焊接接頭延伸率幾乎為零的原因是晶界偏析。
2.4 電阻焊
Xu等人[18]進(jìn)行了0.127 mm厚50Mo-50Re(%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金搭接接頭的電阻點(diǎn)焊工藝優(yōu)化研究。母材材料制備手段是粉末冶金,使用純凈度不低于99.980%粉末,經(jīng)燒結(jié)、軋制后1 050 ℃退火以消除應(yīng)力,所有加工工程都是在氫氣保護(hù)下完成,而且焊前在氨氣分解氫中進(jìn)行1 200 ℃、10 min的脫氧處理。研究發(fā)現(xiàn)斷電后施加頂鍛力的時(shí)間越長(zhǎng)接頭強(qiáng)度越高、韌性越好。當(dāng)斷電后的頂鍛時(shí)間從50 ms增加到999 ms時(shí),接頭的承載能力從100 N增大到113 N,斷口顯微形貌從脆性沿晶斷裂轉(zhuǎn)變?yōu)轫g窩狀形貌。EDS結(jié)果顯示當(dāng)斷電后頂鍛時(shí)間較小為50 ms時(shí)熔化區(qū)晶界上出現(xiàn)Mo富集,而當(dāng)斷電后頂鍛時(shí)間增大到999 ms后沒(méi)有出現(xiàn)晶界Mo富集現(xiàn)象,熔化區(qū)斷口成分與母材成分幾乎一致。其原因是斷電后頂鍛時(shí)間增大能夠加快焊縫的冷卻速率,從而抑制Mo在晶界的偏析。此外,冷卻速率增大還能夠減小HAZ區(qū)尺寸,而HAZ區(qū)也是Mo及Mo合金焊接接頭的薄弱區(qū)域。研究中還發(fā)現(xiàn)各種焊接條件下接頭FZ區(qū)都出現(xiàn)了大尺寸氣孔缺陷,分析認(rèn)為原因是粉末冶金材料內(nèi)部存在有微孔洞,殘余的易揮發(fā)性物質(zhì)常見于孔洞內(nèi)。Elizabeth E Ferrenz等人[19]在鉬和鎢錸合金絲的電阻點(diǎn)焊中采用雙脈沖電流波形來(lái)控制焊接質(zhì)量。第一脈沖電流較小,主要作用是去除氧化膜;第二個(gè)脈沖采用較大電流實(shí)現(xiàn)焊接。
2.5 釬 焊
Xia等人[20]研究了0.06 mm厚50Mo-50Re合金搭接接頭的真空釬焊。母材材料制備手段是粉末冶金。釬料是熔化溫度區(qū)間為1 081~1 136 ℃的Ni-Cr-Si-B[Ni-19Cr-7.3Si-1.5B%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]系釬料。在1 200 ℃釬焊溫度下保溫20 min,所獲釬縫成形良好,沒(méi)有微裂紋和氣孔等缺陷,但是在釬縫中心處有CrB和NiSi2脆性金屬間化合物生成。Song等人[21]研究了3 mm厚鈦鋯鉬合金[Ti 0.50%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)), Zr 0.08%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))和C 0.04%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]搭接接頭的真空釬焊。釬料是Ti-28Ni[%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]共晶釬料,釬料熔化溫度區(qū)間是940~980 ℃。釬焊溫度范圍為1 000~1 160 ℃,真空度約為1.33 MPa。在1 080 ℃下保溫600 s制備的釬焊接頭剪切強(qiáng)度達(dá)到約107 MPa。剪切斷口呈現(xiàn)準(zhǔn)解理穿晶斷裂形貌。
2.6 摩擦焊
傅莉等人[22]研究了鉬合金與模具鋼的摩擦焊接,結(jié)果表明,這兩種材料在摩擦焊接過(guò)程中存在著摩擦面向H11模具鋼側(cè)轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,這主要與兩摩擦副在耐磨性和高溫強(qiáng)度方面的差異有關(guān);且摩擦焊接過(guò)程中的熱力耦合作用有利于近縫區(qū)晶粒細(xì)化,以及TZM粉末合金中孔隙的閉合;采用強(qiáng)焊接規(guī)范時(shí)可獲得良好、無(wú)缺陷的摩擦焊接頭。Yazdanian等人[23]采用銥錸合金攪拌頭進(jìn)行1.5 mm厚純鉬板[99.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))]的攪拌摩擦焊研究。焊接中采用氬氣進(jìn)行保護(hù)。焊接接頭攪拌區(qū)晶粒細(xì)小、HAZ區(qū)晶粒粗大。在轉(zhuǎn)速1 000 r/min和焊速100 mm/min條件下制備的對(duì)接接頭強(qiáng)度達(dá)到母材強(qiáng)度的86%,拉伸試驗(yàn)中接頭斷在HAZ區(qū)。ReheisN等人[24]研究了外徑55 mm壁厚7.5 mm的TZM鉬合金管的連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊。在優(yōu)化的工藝參數(shù)下獲得了成形良好的接頭,室溫下接頭抗拉強(qiáng)度與母材強(qiáng)度相當(dāng),但是延伸率比母材低約50%。Ambroziak A等人[25]研究了Mo-Mo、TZM-TZM、TZM-V、TZM -Ta、Mo-Nb、TZM-NB等不同組合下直徑30mm難熔金屬棒材的連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊。整個(gè)焊接過(guò)程中試樣浸泡在IME82油液中保證工件不會(huì)在高溫下被環(huán)境氣體污染。結(jié)果表明在合理的工藝條件下各種組合都可以獲得成形良好、晶粒細(xì)小的焊接接頭,并且結(jié)合區(qū)沒(méi)有金屬間化合物生成。最近,M Stütz等人[26]成功實(shí)現(xiàn)了壁厚10 mm外徑130 mm純鉬管的連續(xù)驅(qū)動(dòng)摩擦焊接。
鉬及鉬合金常用做嚴(yán)酷工況下的高溫結(jié)構(gòu)材料。釬焊的焊接溫度較低、焊件加熱比較均勻,因此焊接變形小,容易保證焊件的尺寸精度。但是釬縫的強(qiáng)度和耐熱性都比母材金屬低,其高溫服役性能通常不如熔焊接頭。由于鉬的導(dǎo)電率高、高溫下屈服強(qiáng)度高使其電阻焊焊接性變差。摩擦焊接存在工具磨損嚴(yán)重、焊接結(jié)束攪拌頭提出工件時(shí)焊縫中形成一個(gè)難以修補(bǔ)的鍵孔、焊縫耐腐蝕性下降、薄壁管件不易夾持等問(wèn)題。鉬合金的高熱導(dǎo)率、顯著的晶粒粗化傾向和脆化傾向決定了高功率密度熱源焊接鉬及鉬合金具有很大優(yōu)勢(shì)。電子束焊接能量密度高,可以焊接難熔合金和難焊材料,而且焊接速度快、熱影響區(qū)小,焊接應(yīng)力和變形小。電子束焊接的真空環(huán)境不僅可以防止熔化金屬受到氧、氮等有害氣體的污染,而且有利于焊縫金屬的除氣和凈化,因此在鉬及鉬合金焊接中應(yīng)用較多。但是,電子束焊接也存在工序復(fù)雜、效率低、焊件尺寸和形狀受到真空室限制、易受雜散電磁場(chǎng)干擾和焊接時(shí)產(chǎn)生X射線輻射等問(wèn)題。近年來(lái)具有優(yōu)良光束質(zhì)量的光纖激光、Disk激光技術(shù)發(fā)展迅速。激光焊接不僅具有功率密度高、熱輸入小等高能束熱源的諸多優(yōu)點(diǎn),還可以在開放環(huán)境中進(jìn)行,但這也導(dǎo)致鉬及鉬合金激光焊接時(shí)對(duì)高溫區(qū)保護(hù)及焊縫氣孔缺陷控制的難度比電子束焊接時(shí)更高。
因此,對(duì)鉬及鉬合金焊接中的脆化和氣孔缺陷等問(wèn)題進(jìn)行研究、探索,控制焊接質(zhì)量的新工藝及機(jī)理,對(duì)鉬及鉬合金焊接技術(shù)的突破和發(fā)展具有重要的意義,也具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值。
[1] 潘際鑾, 王之論, 潘妙良, 等.鉬的電子束焊接[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1964(2):15-34.
[2] 楊秦莉, 朱 琦, 王 林,等.電子束焊接鉬板的組織及性能研究[J].熱加工工藝,2014,43(13):158-161.
[3] 鄭衛(wèi)勝, 劉金合, 馬正斌.16 mm厚純鉬真空電子束焊接焊縫成形特征[J].熱加工工藝, 2012,41(7), 153-154.
[4] Morito F. Tensile properties and microstructures of electron beam welded molybdenum and TZM[J].Journal of the Less Common Metals, 1989,146(1-2):337-346.
[5] Morito F.Characteristics of EB-weldable molybdenum and Mo-Re alloys[J].JOM, 1993,45(6):54-58.
[6] Morito F.Weldability and fracture of molybdenum-rhenium welds[J].Metal Powder Report, 1998,53(7-8): 46-46.
[7] Morito V N, Slyunyaev. Impurity-induced embrittlement of heat-affected zone in welded Mo-based alloys[J]. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 1997,15(5-6):325-339.
[8] Stütz M Oli,Veira D, Rüttinger M, et al. Electron beam welding of TZM Sheets[J].Materials Science Forum,2016,879:1865-1869.
[9] 王 華, 張?jiān)迄i, 張曉宇.TZM鉬合金鎢極氬弧焊工藝及焊接接頭組織[J].金屬熱處理, 2012,37(2):41-44.
[10] Jiang Q, Li Y, Puchkov U A, et al. Microstructure characteristics in tig welded joint of Mo-Cu composite and 18-8 stainless steel[J].International Journal of Refractory Metals Hard Materials, 2010,28(3):429-433.
[11] 王慧芳.焊縫摻雜對(duì)工業(yè)純鉬可焊性的影響[J].中國(guó)鉬業(yè),1995,19(6): 20-22.
[12] Matsuda F, Ushio M, Nakata K, et al. Weldability of molybdenum and its alloy sheet (report i)(materials, metallurgy, weldability)[J].Transactions of Jwri, 1979,8(2):217-229.
[13] Kolarikova M, Kolarik L, Vondrous P.Welding of thin molybdenum sheets by EBW and GTAW[C]//Annals of DAAAM for 2012 Proceedings of the 23rdIngernational DAAAM Symposium, 2012,23(1):1005-1008.
[14] Liu P, Feng K Y, Zhang G M.A novel study on laser lap welding of refractory alloy 50Mo-50Re of small-scale thin sheet[J].Vacuum, 2016,136:10-13.
[15] Lin Y.Pulsed nd:yag laser fine spot welding for attachment of refractory mini-pins[J].Proceedings of SPIE, 2013, 8608(3), 885-905.
[16] Kramer D P, Mcdougal J R, Booher B A,et al.Electron beam and Nd-YAG laser welding of niobium-1% zirconium and molybdenum-44.5% rhenium thin select material[J].Energy Conversion Engineering Conference and Exhibit, 2013,2:956-961.
[17] Chatterjee A, Kumar S, Tewari R, et al.Welding of Mo-based alloy using electron beam and laser-gtaw hybrid welding techniques[J].Metallurgical and Materials Transactions A, 2016,47(3):1-10.
[18] Xu J, Jiang X, Zeng Q, et al. Optimization of resistance spot welding on the assembly of refractory alloy 50Mo-50Re thin sheet[J].Journal of Nuclear Materials, 2007,366(3), 417-425.
[19] Ferrenz E E, Amare A, Arumainayagam C R. An improved method to spot-weld difficult junctions[J].Review of Scientific Instruments, 2001,72(72), 4474-4476.
[20] Xia C, Wu L, Xu X,et al.Phase constitution and fracture analysis of vacuum brazed joint of 50Mo-50Re refractory alloys[J].Vacuum, 2017,136: 97-100.
[21] Song X G, Tian X, Zhao H Y, et al. Interfacial microstructure and joining properties of titanium-zirconium-molybdenum alloy joints brazed using ti-28ni eutectic brazing alloy.Materials Science Engineering A[J], 2015, 653:115-121.
[22] 傅 莉, 杜隨更.鉬粉末合金與模具鋼摩擦焊接組織特征分析[J].西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2001,19(4): 557-561.
[23] Yazdanian S, Chen Z, Littlefair G, et al. Microstructure and mechanical properties of friction stir welded pure Mo joints[J].Scripta Materialia, 2011,64(7), 657-660.
[24] Reheis N, Tabernig B, Kestler H, et al. Friction welding of TZM components[J]. World Congress on Powder Metallurgy and Particulate Materials, 2014,8:51-58.
[25] Ambroziak A. Friction welding of molybdenum to molybdenum and to other metals[J].International Journal of Refractory Metals Hard Materials, 2011, 29(4): 462-469.
[26] M Stütz, J Wagner, N Reheis, et al. Rotary friction welding of large molybdenum tubes[C]//10th International Conference on Trends in Welding Research.Tokyo:2016:277-278.
專利名稱:一種鉬電極表面局部被銀夾具
專利申請(qǐng)?zhí)枺篊N201520766794.2
公開號(hào):CN204997569U
申請(qǐng)日:2015.09.30
公開日:2016.01.27
申請(qǐng)人:福建省南平市三金電子有限公司
本實(shí)用新型涉及一種鉬電極表面局部被銀夾具,包括上掩膜板和下掩膜板,所述上掩膜板和下掩膜板之間還設(shè)置有固定遮擋板,所述上掩膜板、下掩膜板和固定遮擋板之間設(shè)置有若干個(gè)用于定位的定位銷和若干個(gè)用于固連的螺絲。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用便捷、制作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠,可兩面轉(zhuǎn)換以實(shí)現(xiàn)兩端面都可被銀,并且,能牢固固定鉬電極,工作穩(wěn)定,利用率高。
CURRENTSTATUSANDRECENTADVANCESINTHEJOININGTECHNIQUESOFMOLYBDENUMANDMOLYBDENUMALLOYS
ZHU Qi1, AN Geng1,2, SUN Yuan-jun1, PEI Jun-yu2, BAI Qing-lin2, ZHANG Lin-jie2
(1.Technical Center, Jinduicheng Molybdenum Co., Ltd.,Xi′an 710077,Shaanxi, China) (2.State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi′an Jiaotong University, Xi′an 710049, Shaanxi,China)
Current research status and recent advances in joining technology of molybdenum and molybdenum alloys were systematically summarized.The recent progress and problems of six welding technniques used in welding molybdenum and molybdenum alloys including electron beam welding, TIG welding, laser welding, resistance welding, brazing and friction welding, were introduced respectively.The characteristics of various joining techniques were discussed.Based on the weldingability of molybdenum alloys, analysis was made on the development prospect of a variety of joining techniques applied to molybdenum and molybdenum alloys welding.
molybdenum aaloy; welding and joining; current status; progress
TG457.19
A
1006-2602(2017)05-0053-05
國(guó)家自然科學(xué)基金(51775416)資助
2017-06-12;
2017-08-07
朱 琦(1976—),男,碩士,從事鉬金屬材料工作。E-mail:512917924@qq.com
10.13384/j.cnki.cmi.1006-2602.2017.05.012