采用熱等靜壓(HIP)焊接技術制備W/Cu Cr Zr偏濾器部件焊接模塊,分別研究以物理氣相沉積(PVD)制備的40μm銅涂層作為過渡層,以2 mm厚的TU1銅片作為過渡層以及無過渡層3種結構模塊的焊接界面質(zhì)量。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、超聲波無損探傷儀(NDT)、力學拉伸試驗機和電子束高熱負荷試驗裝置分別對焊接模塊的微觀形貌、焊接缺陷、力學性能和高熱負荷性能進行檢測分析。結果表明:HIP焊接工藝參數(shù)為(940℃,120MPa,2 h)時,采用40μm銅涂層為過渡層的模塊焊接界面結合質(zhì)量最高,且沒有缺陷,經(jīng)過入射功率密度為20MW/m2的高熱負荷試驗也沒有失效。因此,該工藝是3種工藝參數(shù)下鎢/銅合金偏濾器模塊制造的最佳制備技術。 

【文章來源】：中國有色金屬學報. 2015年02期 北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同模塊焊接界面的線掃描EDS分析

第25卷第2期王欽，等：W/CuCrZr合金熱等靜壓焊接363圖3剪切強度測試夾具和試樣Fig.3SheartestinstrumentofHIPjoiningandsamples表1鎢和銅合金焊接后剪切強度結果Table1ResultsofshearstrengthtestsonbondedWandCuCrZrModuleShearstrength/MPaFracturelocationW/TU1Cu/CuCrZr146W/TU1CuW/PVD40μmCu/CuCrZr165PVD40μmCu/CuCrZrandWsideW/CuCrZr178W/CuCrZrandWside2.3超聲波無損探傷分析超聲波無損探傷檢測分析是對W與CuCrZr焊接界面是否存在焊接缺陷評價的重要步驟，也是ITER項目對其制造部件的質(zhì)量檢驗的重要方法[15]。ITER項目超聲波檢測的接收標準為：W/CuCrZr連接界面的缺陷尺寸不大于2mm。本次檢測采用的是A掃，為縱波直探頭，方法是±6dB法，根據(jù)W/CuCrZr正常界面的回波與有缺陷界面回波的不同來對比判斷焊接界面是否存在缺陷和存在缺陷的尺寸。為了提高檢測精度，采用了10MHz的高頻率探頭。超聲波檢測前需制備對標準試塊來測試和校驗儀器、探頭以及儀器和探頭組合性能，同時用來比較測定缺陷的大小和評價材質(zhì)特性，檢測用參考試塊必須采用與待測物質(zhì)具有相同聲學特性和相同表面狀況的材料制作。圖4所示為無損檢測參考試塊的NDT結果(圖4中缺陷的實線輪廓是為了更直觀清晰而后期描繪得到)。圖4中檢測到的參考試塊人工缺陷從上到下直徑依次為4、3、2.5、2和5mm，而上邊d4mm和d3mm之間的d1.5mm的缺陷則沒有檢測到。由此可以確定此參數(shù)下可以檢測的最小缺陷大小為d2mm，若W/CuCrZr連接界面的缺陷尺寸大于2mm，則檢測結果會出現(xiàn)圖4所示大小相當甚至更大范圍的的缺陷。圖5所示為經(jīng)過熱等靜壓焊接后W/TU1Cu/CuCrZr、W/PVD40μmCu/CuCrZr和W/CuCrZr3個模塊的無損圖4無損檢測參考試塊的超聲波無損探?

的質(zhì)量檢驗的重要方法[15]。ITER項目超聲波檢測的接收標準為：W/CuCrZr連接界面的缺陷尺寸不大于2mm。本次檢測采用的是A掃，為縱波直探頭，方法是±6dB法，根據(jù)W/CuCrZr正常界面的回波與有缺陷界面回波的不同來對比判斷焊接界面是否存在缺陷和存在缺陷的尺寸。為了提高檢測精度，采用了10MHz的高頻率探頭。超聲波檢測前需制備對標準試塊來測試和校驗儀器、探頭以及儀器和探頭組合性能，同時用來比較測定缺陷的大小和評價材質(zhì)特性，檢測用參考試塊必須采用與待測物質(zhì)具有相同聲學特性和相同表面狀況的材料制作。圖4所示為無損檢測參考試塊的NDT結果(圖4中缺陷的實線輪廓是為了更直觀清晰而后期描繪得到)。圖4中檢測到的參考試塊人工缺陷從上到下直徑依次為4、3、2.5、2和5mm，而上邊d4mm和d3mm之間的d1.5mm的缺陷則沒有檢測到。由此可以確定此參數(shù)下可以檢測的最小缺陷大小為d2mm，若W/CuCrZr連接界面的缺陷尺寸大于2mm，則檢測結果會出現(xiàn)圖4所示大小相當甚至更大范圍的的缺陷。圖5所示為經(jīng)過熱等靜壓焊接后W/TU1Cu/CuCrZr、W/PVD40μmCu/CuCrZr和W/CuCrZr3個模塊的無損圖4無損檢測參考試塊的超聲波無損探傷結果Fig.4UltrasonicNDTresultsofreferencemodules圖5HIP焊接后模塊的無損探傷檢測結果Fig.5UltrasonicNDTresultsofjointinterfacesusingHIPjoining:(a)W/TU1Cu/CuCrZr;(b)W/PVD40μmCu/CuCrZr;(c)W/CuCrZr

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]熱等靜壓制備Al2O3增強Ti2AlN金屬陶瓷[J]. 鄭卓,崔玉友,楊銳.  中國有色金屬學報. 2010(S1)



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