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釬縫間隙對焊接頭影響

2018-07-09

釬縫間隙對釬焊接頭性能的影響給出了各種試樣的拉伸性能值。由結果可以看出釬縫間隙增大,接頭的強度會降低。不同釬縫間隙的釬焊接頭拉伸性能釬縫間隙/Lm抗拉強度/MPa\300289[1504512.2釬縫間隙對釬焊接頭組織的影響為釬縫尺寸大于300Lm時釬焊接頭的組織??梢钥闯?,a)所示焊縫中央略靠近Ti3A-lNb合金基體處生成了約為150Lm寬的帶狀組織,b)為帶狀組織。對帶狀組織進行能譜分析(EDX)說明,b)中A處鋯含量明顯高于釬料中除鈦以外的其余元素,此處鋯含量較高表明鋯與釬料中的鈦形成了連續固溶體。又由于釬焊時釬縫間隙過大,兩端的基體成分在保溫時間內無法擴散到此處,同樣釬料也來不及擴散均勻,故形成了共晶組織。
在上述共晶組織的間隙中,還存在有間隙相,即b)中B處鎳、銅的含量相對較高,生成了銅鎳化合物。由于N-iCu化合物呈脆性,發生斷裂時裂紋將在Zr、Ni、Cu共晶組織之間沿脆性的N-iCu化合物擴展,c)中可見沿N-iCu化合物的顯微裂紋。
a)焊縫b)帶狀組織c)顯微裂紋纖縫尺寸大于300Lm釬焊接頭組織為寬焊縫的電子探針線分析結果。從2中可以看出,Ni、Cu的分布趨勢基本吻合,證明焊縫中形成了富Ni、Cu化合物。如a)所示,Al、Nb的分布曲線右端平滑,表明Ti3A-lNb基體中Al、Nb元素并未擴散到此處。而在TC4合金基體處情況則有所不同,如b)所示,此處Zr、Ni、Cu的分布曲線形狀大致相同,并且在中間部分有較明顯的起伏,說明釬料中Zr、Ni、Cu在此處擴散較為均勻,觀察V的分布曲線可知TC4中V已經向焊縫區域有一定的擴散。
對比a)和b)不難看出,在靠近Ti3A-lNb合金基體邊界處各元素的擴散程度不明顯,這就導致在焊縫中央靠近Ti3A-lNb合金基體處生成帶狀共晶組織。由于該組織及組織中脆性相的存在而導致的焊縫組織成分不均勻,必將極大地損害釬焊接[/url]頭的力學性能。
為窄焊縫接頭的顯微組織及各元素的分布情況。在此釬焊接頭中,可以明顯地看到粗大的魏氏體組織,且TC4合金基體處晶粒有一定的a)Ti3A-lNb合金基體邊界b)TC4合金基體邊界寬焊縫接頭組織及元素分布粗化,如b)所示??拷黅C4基體處的魏氏體組織中,在指向焊縫中心的粗大A長條的間隔內,生成了眾多近似平行于焊縫,或與焊縫成小角度、平直并列分布的A條,稱其為A叢。在a)中,可以看到焊縫中間粗大魏氏體組織前端,還生成了一些細小的針狀二次A相。
a)Ti3A-lNb合金基體邊界b)TC4合金基體邊界窄焊縫接頭組織及元素分布從中可以看出,釬料中的各種元素在靠近TC4合金母材的焊縫熔合區中擴散比較均勻,其中Ni、Cu元素在此處有較多的擴散,分布曲線的波峰較窄且分散,說明N-iCu化合物分布也比較均勻。Ti3A-lNb合金基體處的元素分布見3a),可以看出基體中Nb向焊縫邊界處有一定的擴散。
結論(1)不同釬縫間隙對釬焊接頭的組織和力學性能影響很大,當釬縫間隙增大時,接頭的強度會降低。(2)當釬縫間隙大于300Lm時,焊縫中出現了共晶組織和脆性化合物等不良組織,并伴有松孔等冶金缺陷發生,這些都極大地影響接頭的強度。

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