超高強鋼厚壁管件的電子束焊接

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電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束發(fā)生器中的陰極加熱到一定的溫度時逸出 電子，電子在高壓電場中被加速，通過電磁透鏡聚焦后，形成能量密集度極高的電子束，當電子束轟 擊焊接表面時，電子的動能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽购附蛹慕Y(jié)合處的金屬熔融，當焊件移動時，在焊 件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。對于真空電子束焊機，要焊接的工件置于真空室中，一般裝夾在可直 線移動或旋轉(zhuǎn)的工作臺上。焊接過程可通過觀察系統(tǒng)觀察。 電子束焊接技術因其高能量密度和優(yōu)良的焊縫質(zhì)量，率先在國內(nèi)航空工業(yè)得到應用。先進發(fā)動機 和飛機工業(yè)中已廣泛應用了電子束焊接技術，取得了很大的經(jīng)濟效益和社會效益，該項技術從上世紀 八十年代開始逐步在向民用工業(yè)轉(zhuǎn)化。汽車工業(yè)、機械工業(yè)等已廣泛應用該技術。 我國自行研制電子束焊機始于60年代，至今已研制生產(chǎn)出不同類型和功能的電子束焊機上百臺， 并形成了一支研制生產(chǎn)的技術隊伍，能為

針對穩(wěn)壓器的電加熱元件00cr17ni14mo2不銹鋼管(φ22mm×2.5mm)的i型坡口對接結(jié)構,采用上聚焦方式的電子束焊接工藝,解決了焊縫內(nèi)凸和表面塌陷的成型問題,實現(xiàn)了該結(jié)構的單面焊雙面成型焊接。試件按法國rcc-m規(guī)范進行外觀尺寸檢測、液體滲透檢測、x射線檢測、拉伸試驗、彎曲試驗、金相檢測、鐵素體含量測定及晶間腐蝕試驗,未見任何缺陷,各項性能均滿足技術條件要求。

閥門閥體模擬件的電子束焊接

矯直和彎曲是兩個相反的工藝過程,但他們的變形機理是相同的。矯直過程中,矯直力的確定對矯直效果有重要的影響,是矯直過程中重要的參數(shù)之一。通過利用deform有限元分析軟件對管件彎曲過程中加載平衡力的變化進行數(shù)值實驗,對成品管(直徑為φ720mm,厚度為δ120mm,長度為1000mm的鋼管)的彎曲過程進行數(shù)值計算分析,根據(jù)塑性狀態(tài)發(fā)展趨勢揭示管件加載平衡力的變化規(guī)律,為矯直過程中關鍵參數(shù)矯直力的確定提供理論依據(jù)。

給出電子束在束腔內(nèi)的運動方程并得出解,分析電子束在束腔內(nèi)運動時的發(fā)散情況與加速電壓性能之間的關系,以及整流變壓器的變比對功率因數(shù)的影響。在此基礎上設計1臺120kv/12kw電子束加速用高壓直流電源,實驗結(jié)果表明該電源性能滿足電子束焊接裝置的要求。

對t2紫銅與10#鋼電子束焊接工藝進行了初步的試驗與研究。試驗結(jié)果表明,焊前采用散焦電子束偏銅側(cè)預熱有利于減少熱裂紋傾向、增加焊接熔深并使焊縫表面成形改善;預熱后以合理的焊接工藝參數(shù)偏10#鋼0.3～0.5mm焊接是保證較大厚度工件形成勻稱焊縫的必要條件。

采用ansys有限元分析軟件,建立12mm厚tc4鈦合金平板電子束焊接溫度場和應力場的三維有限元數(shù)值計算模型。模型采用圓錐體熱源考慮電子束焊接時的小孔效應;材料的熱學、力學性能參數(shù)隨溫度變化;相變和熔池內(nèi)液體的對流散熱通過比熱和熱導率的變化實現(xiàn)。計算結(jié)果表明:鈦合金電子束焊接時,熔池呈典型的卵形分布。高值縱向殘余拉應力集中分布在焊縫中心線兩側(cè)距焊縫中心線4mm的區(qū)域內(nèi),平板內(nèi)部出現(xiàn)接近材料屈服極限的局部三維殘余拉應力狀態(tài)。實驗得到的焊縫宏觀形貌和小孔釋放法檢測到的焊接殘余應力對計算結(jié)果進行驗證,實驗結(jié)果和計算結(jié)果吻合較好,證明了有限元模型的正確性。

不銹鋼管件是管道系統(tǒng)中起連接、控制、變向、分流、密封、支撐等作用的零部件的統(tǒng)稱。 不銹鋼管件是將管子聯(lián)接成管路的零件。根據(jù)聯(lián)接方法可分為承插式管件、螺紋管件、不銹 鋼法蘭管件和焊接管件四類。多用與管子相同的材料制成。 材質(zhì)：sus310s、sus316、316l、304、304l、321、303、303cu、301、202、201等。 不銹鋼衛(wèi)生級管件三個計算公式： (1)冷拔無縫矩形鋼管的計算公式： w（kg/m）=邊長4厚度0.00785 (2)鋼的密度為1.85kg/dm2，不銹鋼管每米重量的計算公式為： w(kg/m)=0.02466壁厚（外徑-壁厚） (3)不銹鋼管每米重量的計算公式： w（kg/m）=0.02491壁厚（外徑—壁厚） 不銹鋼厚壁管:www.***.***mdhcbdb

采用統(tǒng)計分析的方法研究了固溶氫對tc4鈦合金電子束焊接頭疲勞壽命的影響,并對接頭試樣的疲勞斷裂位置和疲勞斷口形貌進行了觀察與分析。結(jié)果表明,氫顯著降低了tc4鈦合金試樣的疲勞壽命,氫含量0.028%(質(zhì)量分數(shù))的鈦合金的疲勞壽命僅為未充氫試樣的一半,當氫含量增大到0.120%時,疲勞壽命降到了未充氫的五分之一。疲勞試樣多數(shù)斷于接頭的熱影響區(qū),造成這一結(jié)果的主要原因是熱影響區(qū)的組織不均勻性和氫含量相對較高。斷口的形貌特征表明,氫促進了疲勞裂紋的萌生和增加了裂紋擴展的速度,導致鈦合金電子束焊接頭的疲勞壽命顯著降低。

利用電子束焊接方法,焊接厚6mm的ta12鈦合金板材。通過拉伸實驗、持久實驗和疲勞實驗對焊接接頭的力學性能進行研究,同時對疲勞斷口進行分析。結(jié)果表明:在室溫和550℃時,焊接接頭強度與母材相當;在室溫時,焊接接頭的塑性與母材存在明顯差異,焊接接頭的延伸率與母材相比有所下降;而在550℃時,焊接接頭塑性與母材相當或略大。疲勞斷裂位置位于靠近熔合線附近的焊縫區(qū)域,裂紋源處于試樣亞表面處;焊縫中存在氣孔缺陷,但沒有觀察到由氣孔形成的裂紋源;在疲勞實驗過程中氣孔起加速裂紋擴展的作用,氣孔越靠近表面對疲勞性能的影響越大。

介紹了用電子束焊焊接汽車空調(diào)壓縮機鋁合金活塞部件的工藝方法,就焊接過程中存在的問題進行了分析。焊后零件通過拉伸、氣密、金相等試驗分析,電子束焊接工藝有利于提高鋁合金活塞焊縫質(zhì)量。

通過對兩類精密閥門組件結(jié)構設計的合理性、技術要求的可達性及工藝的可行性等方面的探討，提出了合理的焊接結(jié)構及技術要求，并經(jīng)大量的工藝試驗工作，找出了合理的焊接工藝參數(shù)及質(zhì)量控制方法。

首先對50mm厚ta15鈦合金平板分別采用堆焊和對焊兩種方法進行電子束焊接,然后采用盲孔法測量了熱處理和未熱處理情況下焊接試件殘余應力的分布情況.測量發(fā)現(xiàn),對接焊和堆焊試件上表面縱向應力在焊縫和熱影響區(qū)呈現(xiàn)較大的拉應力,且對接焊試件的縱向應力大于堆焊試件;上表面橫向殘余應力幅值較低,且整體呈現(xiàn)壓應力分布.下表面的橫縱應力整體上為壓應力,且橫縱應力的分布和大小非常接近.結(jié)果表明,熱處理工藝造成各試板的橫縱應力趨于一致,整個試板上的應力趨于均勻化,且堆焊試件的均勻化程度更明顯.

校正場線圈是iter大型超導磁體系統(tǒng)的重要組成部分,在線圈盒焊接過程中,若線圈盒內(nèi)表面與對地絕緣接觸部分的溫度過高,將影響校正場線圈的超導絕緣性能。文中應用有限元焊接模擬軟件sysweld對線圈盒的電子束焊接過程進行了數(shù)值模擬,利用雙橢球熱源與3d高斯熱源的組合熱源模擬真空電子束焊獨有的"釘形"熱源,得到了與實際較為相符的熔池形貌;確定了接觸點上的溫度分布,并分析其對校正場線圈的影響;同時,對比了不同線圈盒結(jié)構的溫度場分布,從而得到能夠保護對地絕緣的合理肩部尺寸。

DINENISO5817鋼、鎳、鈦及其合金熔焊接頭(不包括電子束焊接)缺陷的質(zhì)量等級

2003年12月 鋼、鎳、鈦及其合金熔焊接頭 （不包括電子束焊接）缺陷的 質(zhì)量等級（iso5817:2003） dineniso5817的英文版本 din eniso5817 ics25.160.40取代了dinen25817，1992年9月版本 歐洲標準eniso5817具有din標準的地位。 在文中使用逗號代表十進制標記。 國家前言 本標準的出版印刷基于cen/tc121的一個決定，即接受iso5817國際標準作為一個歐洲的標準，并且 不加修改。 此次出版印刷，在德國的負責機構是焊接標準委員會。 本標準的目的，是用來提供一種方法，為在多種應用中對焊接頭進行評估（例如鋼結(jié)構工程、壓力容器、 水下焊接等）和測試（例如焊接工審核或者焊接工藝審核測試）提供規(guī)范。 本標準為熔焊接頭和裝配質(zhì)量的評估提供了一個基礎。它假定實

通過對tc4-dt鈦合金焊接接頭顯微組織的觀察和疲勞斷裂過程的原位觀測,分析了焊接接頭的顯微組織特征,研究了焊接接頭的疲勞裂紋萌生與擴展行為。結(jié)果表明:tc4-dt焊接接頭疲勞斷裂于母材區(qū),疲勞裂紋萌生于試樣的邊緣,裂紋既可以沿著初生α相擴展又能直接切過初生α相擴展,裂紋的萌生壽命占整個疲勞壽命的比例較大,裂紋的擴展壽命很短。

采用單邊缺口試樣，用掃描電鏡觀察了tc4-dt鈦合金母材及電子束焊接接頭焊縫區(qū)與熱影響區(qū)的疲勞斷口，分別分析了疲勞裂紋起裂源、擴展區(qū)及瞬斷區(qū)的斷口形貌特征。結(jié)果表明，疲勞裂紋均起裂于試樣缺口根部，并由試樣的一側(cè)擴展到另一側(cè)，裂紋擴展初期均沿一定的結(jié)晶面擴展，屬于脆性穿晶斷裂；母材和熱影響區(qū)的瞬斷部位均有明顯的韌窩出現(xiàn)，屬于塑性沿晶斷裂，而焊縫區(qū)斷口上韌窩不明顯；熱影響區(qū)疲勞斷口有疲勞條帶出現(xiàn)，但在母材和焊縫區(qū)斷口上很難看見。

通過與氬弧焊的對比試驗,分析了焊后熱處理強化的超高強鋼等離子弧焊接頭冷彎性能不足的原因,研究表明焊后熱處理并不能完全改善haz的結(jié)晶形態(tài),接頭的一次結(jié)晶組織、焊縫化學成分以及焊縫形狀是影響接頭冷彎性能的主要原因,并提出了用焊趾重熔和增強焊縫塑性的方法來改善接頭冷彎性能.

選用yg30硬質(zhì)合金與45鋼進行電子束對接焊復合試驗,用掃描電鏡、波長分散x射線譜儀對焊接接頭顯微組織進行了分析。結(jié)果表明:當電子束電流小、焊接速度慢時,焊接接頭易形成有害的η相,η相分布于yg30/焊縫界面區(qū)域,并聚集長大,η相層厚度約10μm;焊接過程中硬質(zhì)合金脫碳和鐵向硬質(zhì)合金遷移是η相形成的主要原因。

機載液冷冷板要求體積小、密封性和散熱效率高。本文采用真空釬焊-電子束焊復合焊接技術實現(xiàn)了3a21鋁合金冷板的焊接密封,在同等散熱效率的前提下,為機載液冷冷板的進一步微型化提供新的焊接密封方案。