Ta/Mo異種金屬激光焊接頭裂紋敏感性及組織性能研究
發(fā)布時間:2021-10-17 20:23
行波管(travelling-wave tube,TWTs)作為微波器件中的核心部件,其主要部位(如陰極支撐結構)常采用Ta、Mo等難熔稀有金屬進行制造。為控制組件生產成本、發(fā)揮材料優(yōu)良性能,常需要進行異種難熔金屬間的連接,激光焊接技術是完成組件中材料連接的常用手段。但難熔金屬的可焊性較差,難以獲得力學性能良好的接頭,接頭中裂紋等缺陷是造成組件服役壽命下降的一項重要原因。本文針對0.2 mm厚Ta/Mo異種金屬薄板的激光對接展開研究,采用金相顯微鏡、掃描電鏡、微區(qū)XRD、顯微硬度及拉伸試驗等分析測試手段,對接頭的裂紋形貌、形成原因及抑制措施進行了探討,并通過填充材料Ti、Ni的添加,完成了Ta/Mo異種金屬的連接,研究了填充材料對接頭組織及力學性能的影響。所得結果表明:Ta/Mo異種金屬接頭中,裂紋以宏觀穿晶裂紋和沿晶微裂紋組成,接頭斷口脆性大,無塑性變形特征,為解理斷裂。雜質元素在晶間的偏聚是導致Ta/Mo接頭中結晶裂紋形成的根本原因,Ta、Mo所形成的固溶體顯著增大了焊縫的顯微硬度,導致焊縫韌性的下降,焊縫晶粒粗大、材料的力學性能失配惡化了接頭性能,焊接熱循環(huán)應力作用下促使裂紋進一...
【文章來源】:南昌航空大學江西省
【文章頁數】:65 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題依據
1.2 Ta、Mo難熔金屬連接的研究現狀
1.2.1 Ta及其合金的焊接
1.2.2 Mo及其合金的焊接
1.3 Ta/Mo異種金屬的焊接性分析
1.4 熔釬焊技術的特點及應用
1.5 本文的研究內容
第2章 試驗條件和方法
2.1 試驗材料
2.2 焊接設備與焊接方法
2.2.1 焊接設備
2.2.2 焊接方法
2.3 接頭組織與力學性能
2.3.1 接頭的宏觀形貌
2.3.2 微觀組織分析
2.3.3 接頭的物相組成
2.3.4 接頭的力學性能
第3章 Ta/Mo異種金屬激光焊接頭的裂紋形成機理
3.1 材料的可焊性分析
3.2 同種對接接頭的組織特點及裂紋形貌
3.3 Ta/Mo異種接頭的組織特點及斷口形貌
3.3.1 Ta/Mo接頭的焊縫成形
3.3.2 Ta/Mo接頭的組織特點
3.3.3 Ta/Mo接頭的斷口形貌
3.4 Ta/Mo異種接頭的裂紋成因及影響因素
3.5 本章小結
第4章 Ta/Mo異種金屬激光焊接頭裂紋控制
4.1 焊前預熱對接頭裂紋的影響
4.2 填充Ti絲對接頭成形及力學性能的影響
4.2.1 填充材料Ti的選擇依據
4.2.2 激光功率對Ta/Ti/Mo接頭成形及力學性能的影響
4.3 填充Ni絲對接頭成形及力學性能的影響
4.3.1 填充材料Ni的選擇依據
4.3.2 激光功率對Ta/Ni/Mo接頭成形及力學性能的影響
4.4 本章小結
第5章 Ta/Mo異種金屬激光焊接頭組織及性能
5.1 典型接頭的組織特征
5.1.1 Ta/Ti/Mo接頭的組織特征
5.1.2 Ta/Ni/Mo接頭的組織特征
5.2 典型接頭的力學性能
5.3 接頭的連接機理
5.3.1 接頭的裂紋抑制原因
5.3.2 接頭的連接方式
5.3.3 接頭熔合線附近的組織特點及影響因素
5.4 本章小結
第6章 結論
參考文獻
碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]脈沖激光焊在薄板中的應用研究進展[J]. 羅小敏,任江偉. 熱加工工藝. 2016(15)
[2]激光輻照誘導的熱與力學效應[J]. 宋宏偉,黃晨光. 力學進展. 2016(00)
[3]鉬與Ti-6Al-4V鈦合金的真空釬焊界面組織研究[J]. 祁凱,金亞娟,李瑞峰,吳銘方. 焊接技術. 2015(11)
[4]激光熔-釬焊鍍鋅鋼/鋁異種金屬的接頭性能影響因素及改善措施[J]. 李曉靚,于治水,張培磊,李紹偉,仇丁丁,劉曉鵬,馬凱. 材料導報. 2015(05)
[5]難熔金屬與鋼異種材料焊接研究現狀[J]. 陳國慶,張秉剛,趙宇星,馮吉才. 焊接. 2014(07)
[6]電子束焊接鉬板的組織及性能研究[J]. 楊秦莉,朱琦,王林,王娜. 熱加工工藝. 2014(13)
[7]幾種鋁鋼異種金屬熔釬焊工藝的對比與分析[J]. 石玗,何翠翠,黃健康,曹睿,余淑榮. 焊接學報. 2014(05)
[8]93W/Ni/Ta擴散焊接接頭的顯微結構和力學性能[J]. 羅國強,張建,魏琴琴,沈強,張聯(lián)盟. 稀有金屬材料與工程. 2014(01)
[9]金屬鉭箔十字交叉激光微點焊工藝研究[J]. 季良,楊武雄,肖榮詩. 應用激光. 2013(06)
[10]釩合金與不銹鋼異種金屬的電子束熔釬焊(英文)[J]. 王亞榮,滕文華,余洋,張勇智. 稀有金屬材料與工程. 2013(S2)
碩士論文
[1]TZM合金擴散連接工藝及機理的研究[D]. 張偉杰.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]行波管陰極和慢波結構的電子顯微研究及案例庫[D]. 張誠實.電子科技大學 2014
[3]Ta/Mo異種金屬激光焊工藝研究及數值模擬[D]. 金亮.華南理工大學 2013
本文編號:3442362
【文章來源】:南昌航空大學江西省
【文章頁數】:65 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題依據
1.2 Ta、Mo難熔金屬連接的研究現狀
1.2.1 Ta及其合金的焊接
1.2.2 Mo及其合金的焊接
1.3 Ta/Mo異種金屬的焊接性分析
1.4 熔釬焊技術的特點及應用
1.5 本文的研究內容
第2章 試驗條件和方法
2.1 試驗材料
2.2 焊接設備與焊接方法
2.2.1 焊接設備
2.2.2 焊接方法
2.3 接頭組織與力學性能
2.3.1 接頭的宏觀形貌
2.3.2 微觀組織分析
2.3.3 接頭的物相組成
2.3.4 接頭的力學性能
第3章 Ta/Mo異種金屬激光焊接頭的裂紋形成機理
3.1 材料的可焊性分析
3.2 同種對接接頭的組織特點及裂紋形貌
3.3 Ta/Mo異種接頭的組織特點及斷口形貌
3.3.1 Ta/Mo接頭的焊縫成形
3.3.2 Ta/Mo接頭的組織特點
3.3.3 Ta/Mo接頭的斷口形貌
3.4 Ta/Mo異種接頭的裂紋成因及影響因素
3.5 本章小結
第4章 Ta/Mo異種金屬激光焊接頭裂紋控制
4.1 焊前預熱對接頭裂紋的影響
4.2 填充Ti絲對接頭成形及力學性能的影響
4.2.1 填充材料Ti的選擇依據
4.2.2 激光功率對Ta/Ti/Mo接頭成形及力學性能的影響
4.3 填充Ni絲對接頭成形及力學性能的影響
4.3.1 填充材料Ni的選擇依據
4.3.2 激光功率對Ta/Ni/Mo接頭成形及力學性能的影響
4.4 本章小結
第5章 Ta/Mo異種金屬激光焊接頭組織及性能
5.1 典型接頭的組織特征
5.1.1 Ta/Ti/Mo接頭的組織特征
5.1.2 Ta/Ni/Mo接頭的組織特征
5.2 典型接頭的力學性能
5.3 接頭的連接機理
5.3.1 接頭的裂紋抑制原因
5.3.2 接頭的連接方式
5.3.3 接頭熔合線附近的組織特點及影響因素
5.4 本章小結
第6章 結論
參考文獻
碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]脈沖激光焊在薄板中的應用研究進展[J]. 羅小敏,任江偉. 熱加工工藝. 2016(15)
[2]激光輻照誘導的熱與力學效應[J]. 宋宏偉,黃晨光. 力學進展. 2016(00)
[3]鉬與Ti-6Al-4V鈦合金的真空釬焊界面組織研究[J]. 祁凱,金亞娟,李瑞峰,吳銘方. 焊接技術. 2015(11)
[4]激光熔-釬焊鍍鋅鋼/鋁異種金屬的接頭性能影響因素及改善措施[J]. 李曉靚,于治水,張培磊,李紹偉,仇丁丁,劉曉鵬,馬凱. 材料導報. 2015(05)
[5]難熔金屬與鋼異種材料焊接研究現狀[J]. 陳國慶,張秉剛,趙宇星,馮吉才. 焊接. 2014(07)
[6]電子束焊接鉬板的組織及性能研究[J]. 楊秦莉,朱琦,王林,王娜. 熱加工工藝. 2014(13)
[7]幾種鋁鋼異種金屬熔釬焊工藝的對比與分析[J]. 石玗,何翠翠,黃健康,曹睿,余淑榮. 焊接學報. 2014(05)
[8]93W/Ni/Ta擴散焊接接頭的顯微結構和力學性能[J]. 羅國強,張建,魏琴琴,沈強,張聯(lián)盟. 稀有金屬材料與工程. 2014(01)
[9]金屬鉭箔十字交叉激光微點焊工藝研究[J]. 季良,楊武雄,肖榮詩. 應用激光. 2013(06)
[10]釩合金與不銹鋼異種金屬的電子束熔釬焊(英文)[J]. 王亞榮,滕文華,余洋,張勇智. 稀有金屬材料與工程. 2013(S2)
碩士論文
[1]TZM合金擴散連接工藝及機理的研究[D]. 張偉杰.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]行波管陰極和慢波結構的電子顯微研究及案例庫[D]. 張誠實.電子科技大學 2014
[3]Ta/Mo異種金屬激光焊工藝研究及數值模擬[D]. 金亮.華南理工大學 2013
本文編號:3442362
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