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本课题采用真空扩散焊接和真空钎焊两种工艺方法对钨和316L钢的连接工艺进行试验研究。在真空扩散焊接中,分析焊接温度、中间层、保温时间对焊接接头的影响;在真空钎焊中,探讨不同的中间层对焊接接头的影响。在钨/316L钢扩散焊中,在15MPa、保温1h的条件下,随着焊接温度的提高,FeW扩散层厚度和裂纹倾向增加,平均焊接接头剪切强度由61MPa降到45MPa;316L钢母材晶粒粗化倾向增加,晶界呈现平直变化。分析认为,较高的焊接温度一方面提高了原子的扩散能力,而另一方面导致焊接接头中的残余应力增大,钢母材晶粒生长速率增加。在钨/镍/316L钢扩散焊中,在15MPa、焊接温度900℃的条件下,随着保温时间的增加(1h、1.5h、2h),平均焊接接头剪切强度由182MPa(1h)先提高到286MPa(1.5h)再降到220MPa(2h),断口呈现脆性(平台状+河流状)+韧性混合断裂模式,断裂位置为钨/镍扩散界面。分析认为,影响钨/镍/316L钢接头强度的关键是钨/镍扩散界面的微观形貌、固溶体以及金属间化合物。增加保温时间一方面有利于钨/镍界面上的孔洞闭合,另一方面使Ni4W由弥散分布状态(1.5h)生长为具有一定厚度的连续层状(2h)。在钨/铌/镍/316L钢扩散焊中,900℃、15MPa、保温1.5h、2h;1050℃、15MPa、1.5h时,钨和铌未连接成功。1050℃、20MPa、1.5h时,虽然钨/铌/镍/316L钢实现连接,但焊接接头强度过低,在线切割过程中出现断裂。分析认为,Nb和W均为大尺寸原子且各自的熔点较高,在较低的焊接温度或者扩散压力下不易形成扩散通道发生相互扩散。采用了BNi-2高温镍基钎料,焊接温度1050℃、保温25min,钨/316L钢、钨/铜/316L钢、钨/铌/316L钢实现了连接,平均焊接接头剪切强度分别为143MPa,197MPa,120MPa。作者认为,中间层对焊接接头的影响与中间层的物理化学性能有关。对铜中间层而言,Cu原子扩散到BNi-2钎料后,钎料的润湿性和流动性有所提高,具有优良塑性和韧性的铜箔中间层可以有效缓解焊接接头中的残余应力,因此钨/铜/316L钢平均焊接接头剪切强度提高到197MPa;对铌中间层而言,虽然铌的热膨胀系数在钨和钢的热膨胀系数之间,但在焊接接头中生成了Nb-Ni金属间化合物和裂纹,导致平均焊接接头剪切强度仅为120MPa。