TiNi形狀記憶合金在航空、航天、生物醫(yī)學(xué)、微機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)器人、汽車等各行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。然而TiNi焊接接頭焊縫金屬微觀組織成分相比于TiNi合金母材發(fā)生明顯變化,焊縫金屬的形狀記憶性能（相轉(zhuǎn)變溫度、形狀回復(fù)率）、力學(xué)性能與母材相比都有著明顯的差異,限制了NiTi形狀記憶合金焊接結(jié)構(gòu)的實(shí)際使用價值。本文通過“預(yù)置Nb絲+熱處理”的復(fù)合法改善TiNi激光焊接頭焊縫金屬的形狀記憶性能（相轉(zhuǎn)變溫度、形狀回復(fù)率）、力學(xué)性能。首先采用預(yù)置不同直徑Nb絲激光連接TiNi合金。改變激光功率大小,確定TiNi/Nb/TiNi激光焊接工藝。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、能譜分析、微區(qū)X射線衍射、差示掃描量熱法等測試方法研究Nb的添加對TiNi/Nb/TiNi激光焊接頭微觀組織、接頭成形機(jī)理、形狀記憶性能以及力學(xué)性能的影響。并選取添加0.10mmNb絲TiNi/Nb/TiNi接頭進(jìn)行不同溫度熱處理,研究熱處理對其微觀組織、形狀記憶性能以及力學(xué)性能的影響。通過這種“添加0.10mmNb絲+600℃熱處理”的復(fù)合法,得到了與TiNi母材形狀記憶性能十分相近且力學(xué)性能優(yōu)良的焊縫金屬。相關(guān)結(jié)論如下:TiNi母... 

【文章來源】：南昌航空大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

TiNi合金應(yīng)用：(a)人工肌肉；(b)微型驅(qū)動器

Metallography 軟件以及配備有能量色散光譜儀的掃接頭進(jìn)行研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊縫幾何形狀(焊道輸入、功率強(qiáng)度、熱損失率和材料的熱容量，觀察45 時，焊道完全熔透。焊縫中晶粒尺寸受焊接速度和功率下能夠得到細(xì)小的晶粒，隨著焊接速度和激其他區(qū)域相比，焊接中心的顆粒尺寸最細(xì)小。焊縫導(dǎo)致焊縫顯微硬度大于母材；焊縫中 Ti/Ni 原子比的材。5]研究了內(nèi)徑 400μm 的 Ni-50.8at.%Ti 的 PE 管、SM同種管焊接時，焊縫整體成分沒有顯著變化。然而較高時，熔池中會有較多的 Ni 元素?zé)龘p。且 Maran，導(dǎo)致各接頭熔合區(qū)化學(xué)成分發(fā)生明顯變化。同種材達(dá)母材的 88.4%，抗拉強(qiáng)度最高可到母材的 77.2%。隨試驗(yàn)溫度的變化而變化：室溫下為 4.8%，87℃時下再次增加到 2.5%。這有助于設(shè)計多功能單片結(jié)構(gòu)。

圖 1-3 超彈性測試：(a) NiTi 母材；(b) CuAlMn 母材；(c) NiTi/CuAlMn 接頭李洪梅等[23]采用預(yù)置填充金屬 Ni 箔激光連接 TiNi 合金以及不銹鋼絲。對比了添加不同厚度 Ni 箔激光焊接頭的組織和性能。結(jié)果表明，與直接連接 TiNi 合金以及不銹鋼相比，添加 Ni 箔能夠有效提高接頭質(zhì)量。Ni 元素的添加對焊縫中 Fe、Ti 元素起到稀釋作用，使得焊縫金屬中 TiCr2、TiFe2等金屬間化合物明顯減少。當(dāng)添加厚度 50μm 的 Ni 箔時，接頭強(qiáng)度提高到 372MPa。由于在焊縫金屬中形成更多的 TiNi3相，氣孔和收縮腔，因此進(jìn)一步增加 Ni 含量導(dǎo)致接頭性能降低。周興汶等[24]采用脈沖激光焊通過添加 Nb 絲實(shí)現(xiàn)了 0.2mm 厚 TiNiNb/Ti6Al4V的連接。研究了不同激光功率下，填充金屬 Nb 的熔化量對熔池中金屬間化合物、NiTi 和 Ti2Ni 的的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊縫由樹枝狀(Nb,Ti)固溶體和不同的 IMCs 構(gòu)成。接頭的抗拉強(qiáng)度取決于化合物的量，其隨著 Nb 的添加而降低。所有的拉伸試樣都沿著焊縫中的連續(xù) IMC 區(qū)斷裂，最高的接頭的抗拉強(qiáng)度達(dá)到 82%。Falvo.A 等人[25]研究 Nd:YAG 激光焊接對 Ni-51at.%Ti 雙向形狀記憶效應(yīng)的影響。結(jié)果表明，Nd:YAG 激光焊接是 NiTi 合金智能驅(qū)動器的一種合適的連接技術(shù)；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于DSC法研究冷、熱處理對NiTiNb記憶合金相變的影響[D]. 洪起虎.南昌航空大學(xué) 2011



本文編號：3216991