氧化物彌散強化(ODS)合金MGH956電弧焊和超聲電弧焊接熔化行為的研究.pdf

1、MGH956合金是一種國產(chǎn)先進的鐵基耐高溫合金——氧化物彌散強化(ODS)合金,其采用了納米尺寸的氧化物質(zhì)點對基體進行強化,所以具有良好的高溫力學性能、高溫抗氧化性能、高溫抗腐蝕性能等特點,并應用于航空航天和能源等領域。
　　 焊接技術是ODS合金走向應用的關鍵技術之一。本論文采用超聲TIG電弧熔化焊和超聲等離子弧焊對ODS合金MGH956進行焊接,研究了焊縫中氣孔的形成機理、分布、焊接工藝參數(shù)對氣孔形成傾向的影響以及焊接接頭的

2、微觀組織和力學性能,同時也對ODS合金的超聲電弧等離子焊和TIG焊焊縫組織和性能以及電弧形態(tài)和焊接電信號進行初步的分析。
　　 通過對不同熱輸入量條件下MGH956合金的TIG焊的研究,發(fā)現(xiàn)焊縫組織出現(xiàn)明顯的粗化,焊縫中的彌散氧化物發(fā)生團聚,并殘留焊縫中或上浮到焊縫表面,熱影響區(qū)組織和氧化物顆粒沒有發(fā)生明顯粗化,焊縫硬度較母材相比明顯降低。此外,MGH956合金TIG焊縫的氣孔產(chǎn)生與母材本身的制造工藝、氧化物顆粒和焊縫組織有關。

3、焊縫氣孔有在焊縫熔合線附近聚集的傾向,這是由熔池溫度分布和各部位的組織結構特點共同作用形成的。調(diào)整焊接參數(shù)會影響焊縫氣孔量的變化,在保證焊縫被熔透的情況下,應盡量降低熱輸入量:減少熔池的高溫停留時問,如小電流、快速度和適合的脈沖頻率在一定程度上減少氣孔量。
　　 通過對超聲電弧TIG焊和等離子焊電弧和電信號的研究,可以看出超聲頻率對電弧尺寸具有非線性的影響:超聲電弧等離子焊接中的電弧寬度和面積比無超聲的等離子焊接大,均出現(xiàn)了明顯

4、的擴展;在超聲電弧TIG焊接中,超聲頻率為20KHz,50KHz,60KHz電弧出現(xiàn)了明顯的收縮,而超聲頻率為30KHz,電弧出現(xiàn)了擴展,這主要跟電弧等離子體特性有關。無超聲電弧焊接電流與超聲電弧焊接的電流無明顯變化;超聲電弧TIG焊接電弧電壓沒有發(fā)生明顯的變化,在超聲頻率為60KHz時,等離子焊接電流波形出現(xiàn)較大的振蕩,但是在超聲電弧等離子焊接中,電弧電壓均出現(xiàn)2V左右的下降。
　　 通過對超聲電弧TIG焊和等離子焊MGH95

5、6合金焊縫的研究,可以看出TIG焊縫熔池尺寸的變化與電弧尺寸的變化保持一致,這與電弧、超聲在熔池內(nèi)的作用有關;等離子焊縫尺寸與電弧中高速等離子體傳熱有關。施加功率為600W超聲電弧TIG焊和等離子焊對消除焊縫氣孔作用有限,主要是與超聲電弧在熔池中的各種效應和超聲功率較低有關。由于超聲功率較低、TIG焊電弧無較強壓縮和鐵素體極易受熱粗大,所以超聲電弧TIG焊ODS合金焊縫沒有出現(xiàn)細化,而超聲頻率為60KHz的超聲電弧等離子焊焊縫組織出現(xiàn)細