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发表于 2007-6-29 00:10:06
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来自: 中国浙江杭州
在众多固态焊接方法中,当代高新技术和现代运载工具的发展促成扩散焊、摩擦焊技术有所创新;其根本性的优点在于焊接/连接接头区排除了熔焊的枝状铸造组织、缺陷,从而使接头区的力学性能可接近于母材。熔焊对材料的损伤,显然有悖于新型材料朝着超纯、超细、超精的方向发展; 然而,固态焊接技术的创新,将会有助于新型材料的功能在工程结构上的发挥。 A3 {: A$ \0 K3 D
5 ]! y! e& i M; N* j4 _1 w超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术在航空、航天结构上的日益扩大应用,正是适应了钛合金薄壁整体结构设计的新构思,使成形与连接一体化。& r/ N6 I# K! _! Z% V! o, R$ X
: F8 ]/ S* w) A8 H扩散焊(含扩散钎焊或称TLP连接)为非金属、陶瓷、单晶金属材料、金属间化合物和金属基复合材料的连接(自扩散或加中间过渡层、梯度材料形成接头)提供了必要条件;但对界面反应、界面扩散接合的机制研究乃是保障界面高质量结合的前提。5 ^+ ~+ R; l, z2 C
2 J: F. r$ f+ a& C! K; G0 I复合材料增强体和基体之间、以及复合材料与金属之间的力学特性和物理化学特性的差异,是这些新型材料难以可靠地连接并制约其工程实用的关键。研究人员正在努力开发新的TLP方法,例如,采用铜为中间过渡层,可实现SiC颗粒增强铝基复合材料与LF12和LF6铝合金的TLP扩散连接[10]。对于金属间化合物高温结构材料Ni3Al用于定向凝固的喷气发动机涡轮导向叶片,采用TLP连接技术,关键在于中间层合金的优选:以母材成分(Ni-Al-Mo)为基础,加入抗氧化元素Cr、降熔元素B和提高γˊ稳定性元素Co是解决方案之一[11]。
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5 ~) T$ {) i. T: f5 o, X搅拌摩擦焊(FSW)从发明到大面积地在铝合金结构上的工程应用,仅有十年时间,这在焊接技术发展史上是空前的;充分展示了新技术的生命力在于其创新性与工程实践中的难题求解所形成的合力。在工程科技领域中的创新源于实践,FSW就是一个例证。英国焊接研究所的科研人员,几十年坚持不懈,在摩擦焊领域得心应手地开发了线性摩擦焊(用于航空喷气发动机叶盘的焊接)、轨道摩擦焊、摩擦堆焊等项新技术,均得到了工程应用。而搅拌摩擦焊作为一项发明专利,在焊接科技发展史上具有里程碑意义, 其技术经济价值首先体现在工程结构上的应用。铝合金结构的氩弧焊已有半个多世纪的发展,但焊缝中的气孔、裂纹等缺陷、熔焊的铸造组织以及热影响区的失强等一直是困扰科技界的难题,始终未能彻底解决。而FSW在技术上的突破,是把这种固态焊接方法巧妙而简单地应用于板件的对接连接,见图7,根除了熔焊的缺点。FSW的技术经济优势已展示在铝合金快艇结构和运载火箭铝合金燃料贮箱、高速列车铝合金车厢等现代运载工具主体结构的制造上[12]。在成功的工程应用的基础上,FSW的技术基础研究工作正方兴未艾地兴起。 |
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