【摘 要】
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影响铝/钛异种金属电子束焊（Electron beam welding,EBW）接头强度的主要因素是界面处连续分布的脆性Ti-Al金属间化合物（Intermetallic compound,IMC）的种类、分布和厚度。本文针对工业高纯Al/TA1合金和2A12/TA1合金的EBW,采用厚度为40-45μm的Zr52Cu32Ni6Al10（at.%）和Ti32.8Zr30.2Cu9Ni5.3Be22
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影响铝/钛异种金属电子束焊（Electron beam welding,EBW）接头强度的主要因素是界面处连续分布的脆性Ti-Al金属间化合物（Intermetallic compound,IMC）的种类、分布和厚度。本文针对工业高纯Al/TA1合金和2A12/TA1合金的EBW,采用厚度为40-45μm的Zr52Cu32Ni6Al10（at.%）和Ti32.8Zr30.2Cu9Ni5.3Be22.7（at.%）非晶条带作为中间预置夹层,分析夹层材料和焊接位置对接头组织和性能的影响。以Zr基非晶条带作为夹层材料对工业高纯Al和TA1进行EBW,焊接位置只选择了母材对接中间处,焊接接头的抗拉强度便可达到90.9 MPa,拉伸断裂位置位于焊缝附近近Al侧,断口处有明显颈缩现象,呈韧性断裂特征。对其界面形貌及成分进行了分析,结果表明界面内的IMC厚度整体较直接焊接时减小,最小处为3-5μm。Al侧熔化区内出现弥散分布的细小Ti-Al和Al-Zr IMC,在焊缝中可以起到弥散强化的作用。以TiZr基非晶条带作为中间夹层对工业高纯Al和TA1进行EBW,焊接位置选择母材对接中间处、偏TA1和偏纯Al三种方式。结果表明:当焊接位置偏纯Al时,仅界面顶部的较小范围内生成较厚的Ti-Al IMC层,界面中部及下部的IMC厚度最小可至1-2μm,接头的抗拉强度达到了94.8 MPa,呈韧性断裂特征。Al侧焊缝内同样检测到呈弥散分布的Ti-Al和Al-Zr IMC。以TiZr基非晶条带作为中间夹层对2A12和TA1进行EBW,焊接位置同样选取母材对接中间处、偏TA1和偏2A12三种方式。结果显示:当焊接位置偏TA1时,界面内上半部的Ti-Al IMC层生成区域最小,下半部的IMC厚度为2-3μm,而且2A12侧焊缝内的Al2Cu析出相明显减少。接头的拉伸强度最高为257.3 MPa,拉伸后断裂于焊缝中心处,呈脆性断裂。
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