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(duì)焊接接頭的顯微組織以及力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試分析。研究發(fā)現(xiàn),采用常規(guī)電子束焊接方法時(shí)GH4065A合金易開(kāi)裂,而采用雙斑電子束焊接工藝可有效實(shí)現(xiàn)GH4065A合金的連接,且焊縫質(zhì)量滿(mǎn)足HB7608-1998標(biāo)準(zhǔn)中I級(jí)要求。電子束焊接接頭的焊縫區(qū)以細(xì)小的樹(shù)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(guò)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(shí)效處理后電子束焊縫25～750℃的強(qiáng)度系數(shù)超過(guò)96%,750℃下焊接接頭延伸率為9%,表明電子束焊接是實(shí)現(xiàn)GH4065A合金結(jié)構(gòu)連接的一種有效方法。 

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

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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(shì)。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(duì)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(shí),γ′相含量超過(guò)40%。圖2為Al、Ti 含量對(duì)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(shí)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(guò)高速偏轉(zhuǎn)線圈,可在工件表面同時(shí)形成兩個(gè)電子束斑點(diǎn),從而在焊接過(guò)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(dòng)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(duì)比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Inconel 718變形高溫合金熱加工組織演變與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉永長(zhǎng),張宏軍,郭倩穎,周曉勝,馬宗青,黃遠(yuǎn),李會(huì)軍.  金屬學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)焊接技術(shù)應(yīng)用[J]. 曲伸,李英,倪建成,楊爍,周冠男.  航空制造技術(shù). 2015(20)
[3]高性能渦輪盤(pán)材料GH4065及其先進(jìn)制備技術(shù)研究[J]. 張北江,趙光普,張文云,黃爍,陳石富.  金屬學(xué)報(bào). 2015(10)
[4]商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)盤(pán)軸類(lèi)轉(zhuǎn)動(dòng)件焊接工藝分析[J]. 張露,韓秀峰,王倫.  航空制造技術(shù). 2015(11)
[5]新一代鎳基變形高溫合金GH4065A的組織控制與力學(xué)性能[J]. 趙光普,黃爍,張北江,胥國(guó)華,秦鶴勇,張文云.  鋼鐵研究學(xué)報(bào). 2015(02)
[6]γ″和γ′相強(qiáng)化的Ni-Fe基高溫合金GH4169的研究與發(fā)展[J]. 謝錫善,董建新,付書(shū)紅,張麥倉(cāng).  金屬學(xué)報(bào). 2010(11)
[7]高Al、Ti含量鎳基高溫合金激光、微弧火花表面熔焊處理研究進(jìn)展及解決熔焊裂紋的途徑[J]. 謝玉江,王茂才,王明生.  中國(guó)表面工程. 2010(05)
[8]低膨脹高溫合金GH783電子束焊接頭組織及性能研究[J]. 周標(biāo),郭紹慶,劉文慧,李能,余槐,袁鴻.  焊接. 2010 (07)
[9]國(guó)內(nèi)鎳基高溫合金的焊接研究現(xiàn)狀[J]. 李亞江,夏春智,石磊.  現(xiàn)代焊接. 2010(07)
[10]GH742合金熱變形行為與微觀組織演化[J]. 張北江,趙光普,胥國(guó)華,馮滌.  金屬學(xué)報(bào). 2005(11)

碩士論文
[1]熱處理對(duì)K445高溫合金組織及性能的影響[D]. 謝文江.西安理工大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3250845