MGH956合金超聲電弧TIG焊接工藝研究.pdf

1、ODS合金是采用機械合金化技術(shù)(Mechanical alloying)將超細(xì)的氧化釔顆粒均勻的彌散分布到合金基體中，再經(jīng)固結(jié)處理后所得到的合金材料，該材料具有良好的高溫力學(xué)性能、高溫抗氧化和抗腐蝕性能，在航空、航天和核能領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是，ODS合金的焊接性較差，嚴(yán)重阻礙了其在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用，ODS合金的焊接技術(shù)是其走向?qū)嶋H應(yīng)用必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。ODS合金在采用傳統(tǒng)熔化焊接過程中存在一系列問題，如焊縫中易形成大量氣孔，納

2、米級增強顆粒的數(shù)量、尺寸、分布易發(fā)生變化和焊縫組織粗大等，這些缺陷嚴(yán)重影響接頭的力學(xué)性能，解決這些問題能為ODS合金熔化焊的實際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)依據(jù)。
　　 本文以O(shè)DS合金中的一種鐵基合金MGH956合金作為主要研究對象，采用超聲電弧TIG焊方法，以不填加填充材料的母材對接和以自制高Ni固體焊絲為填充材料兩種不同工藝進(jìn)行焊接，借助于光學(xué)顯微鏡、X射線衍射分析儀、掃描電鏡及能譜儀等微觀分析手段，分別研究了施加不同激勵參數(shù)的

3、超聲電弧對焊縫氣孔數(shù)量、增強顆粒分布、晶粒大小及力學(xué)性能的影響及其作用規(guī)律和作用機理。
　　 不填充材料，采用超聲電弧TIG焊對MGH956進(jìn)行對接。隨著超聲電弧頻率的降低，焊縫中氣孔數(shù)量有一定減少，整個焊縫區(qū)軟化現(xiàn)象有所改善，并且強度和韌性都有一定的提高，說明低頻對熔池的作用效果更明顯。隨著超聲電弧激勵電流的增加，焊縫氣孔數(shù)量大量減少，當(dāng)頻率為30kHz，激勵電流為30A時，僅在焊縫近表面存在少量小氣孔;焊縫區(qū)顯微硬度、抗拉強

4、度和韌性得到明顯提高，在頻率為30kHz，激勵電流為20A時，焊縫的抗拉強度達(dá)到最高，為550MPa，達(dá)到母材的76％，同時接頭由完全的脆性斷裂轉(zhuǎn)變成脆性-韌性混合斷裂形式。
　　 以自制高Ni固體焊絲為填充材料，在焊縫中原位生成TiC、TiN、Ni3Al等顆粒，彌補了焊接過程中所減少的那部分Y2O3顆粒，但焊縫塑性較差，在拉伸過程中并未發(fā)生屈服，其抗拉強度為581MPa。施加超聲電弧后，焊縫晶粒得到明顯細(xì)化，焊縫中的氣孔數(shù)量明