本工作研究了不同電子束焊接工藝條件下GH4065A合金的焊縫質(zhì)量,探討了焊接裂紋產(chǎn)生的原因,分析了雙斑電子束焊接工藝抑制裂紋的機(jī)理,并針對焊接接頭的顯微組織以及力學(xué)性能進(jìn)行了測試分析。研究發(fā)現(xiàn),采用常規(guī)電子束焊接方法時GH4065A合金易開裂,而采用雙斑電子束焊接工藝可有效實現(xiàn)GH4065A合金的連接,且焊縫質(zhì)量滿足HB7608-1998標(biāo)準(zhǔn)中I級要求。電子束焊接接頭的焊縫區(qū)以細(xì)小的樹枝晶為主,且存在Nb、Ti元素的偏析,γ′強(qiáng)化相從焊縫向近縫母材逐漸粗化,焊縫區(qū)與母材的組織差異是導(dǎo)致焊縫高溫下拉伸塑性降低的主要原因。模擬結(jié)果表明,雙斑電子束焊接工藝能夠降低焊接過程中的能量集中程度,改善焊縫的冷卻速度,從而減輕裂紋產(chǎn)生的傾向。經(jīng)時效處理后電子束焊縫25～750℃的強(qiáng)度系數(shù)超過96%,750℃下焊接接頭延伸率為9%,表明電子束焊接是實現(xiàn)GH4065A合金結(jié)構(gòu)連接的一種有效方法。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2020,34(22)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

固溶態(tài)GH4065A合金的顯微組織:(a)光學(xué)顯微鏡;(b, c)掃描電鏡

GH4065A合金中的沉淀強(qiáng)化相γ′-Ni3(Al,Ti)具有面心立方有序結(jié)構(gòu),隨著溫度的升高存在強(qiáng)度增強(qiáng)的趨勢。因此,隨著Al、Ti含量的增加,γ′相體積分?jǐn)?shù)逐漸增大,合金的高溫強(qiáng)度增強(qiáng),對應(yīng)的裂紋敏感性也增強(qiáng)。根據(jù)參考文獻(xiàn)[9],當(dāng)GH4065A合金中Ti、Al的含量分別為3.7%和2.1%時,γ′相含量超過40%。圖2為Al、Ti 含量對高溫合金焊接性的影響[20],從圖2中可以看到,GH4065A合金處于較難焊接高溫合金的區(qū)間。為了降低焊接裂紋產(chǎn)生的概率,在常規(guī)電子束焊接的基礎(chǔ)上,探索研究了新型的雙斑電子束焊接工藝。圖3為GH4065A合金采用傳統(tǒng)單斑焊接工藝(圖3a)和雙斑焊接工藝(圖3b)時的熔池形貌,具體工藝參數(shù)如表1所示。在雙斑焊接模式下,電子束通過高速偏轉(zhuǎn)線圈,可在工件表面同時形成兩個電子束斑點,從而在焊接過程中形成與傳統(tǒng)單斑焊接有明顯差異的熱循環(huán)狀態(tài)和熔池液相流動形態(tài)。

表2 不同溫度下GH4065A合金母材和焊縫的拉伸性能Table 2 Tensile properties of base material and weld joint of GH4065A alloy with different temperature Specimen T/℃ Tensile property Rm/MPa Rp0.2/MPa A/% Z/% Strength coefficient Welded joint 25 1 518 1 195 16.5 31 0.98 650 1 390 1 100 12 31.5 0.96 750 1 170 1 050 9 11 1.06 Matrix 25 1 553 1 152 24 28.4 / 650 1 448 1 055 23.6 22.8 750 1 102 1 001 12.6 28.8圖10 不同溫度下焊接接頭與母材的(a)抗拉強(qiáng)度和(b)延伸率對比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3250845