先进航空材料和复杂构件的焊接技术.pdf

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先进航空材料和复杂构件的焊接技术唯，熊华平李晓红，毛高温合金的焊接航空材料学报IClO合金的高性能TLP扩散焊，IC6合金接头十五期间，一航材料院焊接研究室针对新型航空材料焊接性与相关技术以及复杂构件的焊接技术，开展了深入的试验研究工作，取得一系列成果，为新型航空材料的应用和复杂构件的设计制造提供了技术支撑。1高温合金可在600一1100℃的氧化和燃气腐蚀条件下，承受复杂应力，长期可靠地工作，是制造航空发动机热端部件的重要材料¨。。先进铸造高温合金的钎焊与扩散焊近年来，一航材料院针对高性能航空发动机高压涡轮工作叶片和导向叶片的设计需求，对定向凝固高温合金、单晶合金和定向凝固Ni。Al基高温合金的钎焊和过渡液相扩散焊(TLP扩散焊)技术进行了深入系统的试验研究，研制了一系列具有自主知识产权的钎料和中间层合金，制定了钎焊或TLP扩散焊工艺，获得了具有较好力学性能的高温合金接头，已用于高性能航空发动机高压涡轮叶片的研制和生产。定向凝固高温合金的钎焊及TLP扩散焊工艺研究对在我国航空发动机高压涡轮工作叶片上应用较多的定向凝固高温合金Dz22、Dzl25的钎焊和TLP扩散焊工艺进行了研究。采用BC045CrNiWBSi钎料钎焊Dz22合金，接头980℃持久强度达母材性能指标的60％；采用专为Dz22合金研制的非晶态箔带状中间层合金z2F，对Dz22合金进行TLP扩散焊，接头980℃持久强度达母材性能指标的90％悼1。采用自行研制的钴基钎料C045NiCrwB钎焊Dzl25合金，接头980℃持久强度达母材性能指标的60％以上¨1。1．1．2单晶合金的TLP扩散焊根据高性能航空发动机高压涡轮工作叶片的设计需求和我国单晶合金的发展应用情况，对单晶合金TLP扩散焊技术进行了深入系统的试验研究，设计制备了一系列分别适用于我国第一代单晶合金DD3和第二代单晶合金DD6的中间层合金，获得了单晶化的TLP扩散焊接头，DD3合金扩散焊接头980℃持久强度达到母材性能指标的90％以上，DD6合金扩散焊接头980℃、1100℃持久强度分别达到母材性能指标的90％以上和70～80％”1。表1列出了单晶合金TLP扩散焊接头的高温持久性能测试结果。定向凝固Ni，Al基高温合金的钎焊和TLP扩散焊根据NLAl金属间化合物材料在先进航空发动机高压涡轮导向叶片中的应用需求，对我国研制发展的定向凝固Ni，Al基高温合金Ic6及Icl0的钎焊和TLP扩散焊工艺进行了研究，自行研制的钎料及其相关钎焊工艺满足了导向叶片的设计要求，实现了IC6，Icl0合金导向叶片的钎焊。采用自行研制的中间层合金，实现了IC6，980℃持久性能达到母材横向性能水平p1、1100℃持久性能达到母材横向性能水平的80％，ICl0合金接头1100℃持久性能达到母材横向性能水平的第3期(北京航空材料研究院，北京100095)摘要：概述了一航材料院在十五期间对先进航空材料和复杂构件的焊接技术研究的主要结果与进展，其中包括已经获得实际应用的焊接技术以及相关有价值的探索性研究结果。关键词：航空材料；构件；焊接技术中图分类号：TG40文献标识码：A文章编号：1005-5053(2006)03_0276m7收稿日期：2006-013—20；修订日期：2006—03-24作者简介：李晓红(1962一)，男，博士，研究员，(E—mail)第26卷2006年6月1．11．1．11．1．3[e-mail]
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超高强度钢焊接研究了高温合金部件的钎焊修复工艺，采用第3期先进航空材料和复杂构件的焊接技术1．2低膨胀高温合金的熔焊低膨胀高温合金是20世纪60年代发展起来的一类新型工程材料，具有高强度、低膨胀系数和稳定的弹性模量等特点，特别适用于制造发动机间隙控制构件6’“。整体来说，该类材料具有较好的焊接性，可采用氩弧焊、电子束焊以及高温真空钎焊等多种方法焊接。但具有较高的裂纹敏感性旧o。对GH783合金的研究结果表明，其焊接裂纹敏感指数墨．可高达20％以上。通过调整焊前和焊后的热处理，可有效降低焊接裂纹敏感指数。采用氩弧焊、电子束焊方法研究了低膨胀高温合金的焊接性，结果表明，低膨胀高温合金的焊接接头一般具有较好的室、高温抗拉强度，但塑性较差。图1为GH783合金接头的拉伸性能测试结果，其中电子束焊的接头强度与母材基本等强；通过调整焊丝成分，可提高氩弧焊接头的性能，从图1可见，采用焊丝A的氩弧焊接头强度系数可达到90％，并在一定程度上提高接头塑性。另外，通过调整焊前焊后的热处理匹配也可提高接头性能。对GH909的研究结果表明，固溶状态下焊接，焊后再时效的接头性能较好；同时通