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鈦合金低溫快速擴散焊方法

521   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:上海交通大學  
2023-10-23 13:12:16
1.本發(fā)明涉及鈦合金擴散焊領域,具體涉及一種鈦合金低溫快速擴散焊方法。 背景技術: 2.tc4、ta12和ta15等鈦合金具有較低的室溫塑性,在傳統(tǒng)的熔焊過程中,由于熱應力的作用,容易產(chǎn)生熱裂紋。常規(guī)的擴散連接鈦合金,利用真空熱壓爐,需要較高溫度和較長時間,甚至異質(zhì)鈦合金擴散焊時,異質(zhì)鈦合金的合適擴散連接溫度和壓力相差較大,易造成材料的微觀組織惡化,進而影響焊接性能;并且長時間的加熱、保壓和冷卻,存在界面質(zhì)量差、工件變形、能耗高和效率低等問題。 3.擴散焊是在一定溫度、壓力和真空條件下(或保護氣氛),通過光潔表面間的原子短距離擴散使待焊面實現(xiàn)可靠連接的固態(tài)焊接技術,能夠連接同種或異種材料。擴散焊可以避免熱裂紋的產(chǎn)生,同時還適合多點、大面積構件的連接。 4.熱氫處理是指將適量的氫作為臨時合金元素引入材料中,從而顯著改善其熱塑性及微觀組織的技術。采用熱氫處理既能大幅降低擴散焊所需的溫度,又能有效改善擴散焊接頭性能。然而氫在高真空和擴散焊溫度范圍內(nèi)容易逸出,使置氫的效果大打折扣,采用脈沖大電流快速加熱,則能有效抑制氫的逸出,充分發(fā)揮置氫處理的作用,實現(xiàn)脈沖大電流促進置氫鈦合金的低溫、高效和高強度擴散焊。 5.中國航空制造技術研究院岳喜山等研究了鈦合金多層板的焊接方法及鈦合金多層板,設計鈦合金板為tc4或tc1,厚度在0.5 ? 2mm,擴散焊加熱溫度為800 ? 900℃,保溫時間為3 ? 5h,保溫完成后隨爐冷卻。拼焊后的多層板試樣,常溫拉伸強度達到990mpa以上,延伸率均高于8%,350℃高溫抗拉強度達到680mpa以上,延伸率大于11%。(岳喜山,靜永娟,高興強,潘鵬,鈦合金多層板的焊接方法及鈦合金多層板,2019,zl201711047660.5)。該工藝下擴散焊過程時間長、溫度高和能耗高。 6.哈爾濱工業(yè)大學何鵬等引入置氫0.5wt%的ti6al4v中間層對tial基合金進行了擴散焊研究。在850℃/15mpa/15min的擴散連接條件下,接頭剪切強度達到290mpa。與直接擴散連接相比,tial基合金的擴散焊參數(shù)明顯優(yōu)化,特別是焊接溫度降低了350℃,時間縮短了45min,壓力降低了15mpa。但是,僅僅對ti6al4v中間層置氫處理,未對tial基合金母材置氫處理,而且由于升溫速率慢,在升溫過程中氫有大量逸出,未充分發(fā)揮置氫促進擴散
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