Πλάκες ανθεκτικές στη φθορά συγκολλημένες με ανόμοια μέταλλα
Η συγκόλληση ανόμοιων μετάλλων χρησιμοποιείται σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς λόγω των διαφόρων ιδιοτήτων της και διαδραματίζει ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στην προηγμένη κατασκευή. Εάν το τιτάνιο συγκολληθεί με μια πλάκα ανθεκτική στη φθορά, η δομή της πλάκας ανθεκτική στη φθορά από τιτάνιο μπορεί να συνδυάσει την καλή συγκολλησιμότητα, την αντοχή στη φθορά και το χαμηλό κόστος της ανθεκτικής στη φθορά πλάκας με τη χαμηλή πυκνότητα και την καλή αντοχή στη φθορά του κράματος τιτανίου και δώστε πλήρη απόδοση στα συμπληρωματικά πλεονεκτήματα των δύο υλικών σε απόδοση και οικονομία. Ως εκ τούτου, οι ανθεκτικές στη φθορά πλάκες και οι ανόμοιες συγκολλήσεις από κράμα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στη χημική, την αεροπορία και την πυρηνική βιομηχανία. Ωστόσο, λόγω των διαφορών στις φυσικές και χημικές ιδιότητες της πλάκας ανθεκτικής στη φθορά και του κράματος τιτανίου, ένας μεγάλος αριθμός εύθραυστων διαμεταλλικών ενώσεων σχηματίζεται εύκολα στη διεπιφάνεια συγκόλλησης και δεν μπορούν να ληφθούν αποτελέσματα συγκόλλησης υψηλής ποιότητας. Επομένως, η παραδοσιακή διαδικασία συγκόλλησης με σύντηξη δεν είναι κατάλληλη για ανόμοιες συγκολλήσεις πλακών ανθεκτικών στη φθορά και κραμάτων τιτανίου. Αν και η εκρηκτική συγκόλληση έχει χρησιμοποιηθεί με επιτυχία σε σύνθετες πλάκες από χάλυβα τιτανίου, ανθεκτικές στη φθορά, είναι κατάλληλη μόνο για ορισμένα σχήματα τεμαχίων εργασίας και είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί ευρέως.
Επί του παρόντος, οι κύριες μέθοδοι συγκόλλησης για ανόμοια μέταλλα κράματος τιτανίου και ανθεκτικών στη φθορά πλάκας είναι η συγκόλληση διάχυσης, η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων και η συγκόλληση με λέιζερ. Η συγκόλληση με λέιζερ και η συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων έχουν τα πλεονεκτήματα της ταχείας θέρμανσης και ψύξης, της μεγάλης αναλογίας βάθους συγκόλλησης προς πλάτος και έχουν καλή επίδραση στον σχηματισμό εύθραυστων ενώσεων στη συγκόλληση ανόμοιων μετάλλων. Η συγκόλληση διάχυσης είναι μια διαδικασία σχεδόν καθαρής συγκόλλησης λόγω της μικρής κλίσης θερμοκρασίας της, η οποία μπορεί να αποκτήσει μια καλύτερη ομοιόμορφη δομή.
Πρώτον, συγκόλληση διάχυσης
Η συγκόλληση διάχυσης αναφέρεται σε μια μέθοδο συγκόλλησης στην οποία δύο επιφάνειες συνδέονται μέσω της επιφάνειας επαφής ερπυσμού και διάχυσης για να κλείσουν οι πόροι της επιφάνειας της άρθρωσης υπό υψηλή θερμοκρασία και ορισμένη πίεση. Η συγκόλληση με άμεση διάχυση πλάκας ανθεκτικής στη φθορά και κράματος τιτανίου μπορεί να επιτύχει υψηλότερη ποιότητα συγκόλλησης κυρίως μέσω εύλογης αντιστοίχισης θερμοκρασίας και χρόνου. Η βέλτιστη θερμοκρασία είναι γενικά 900 μοίρες ± 50 μοίρες, ο χρόνος είναι 30 ~ 60 λεπτά, για να διασφαλιστεί ότι οι πόροι της διεπαφής είναι κλειστοί και το πάχος της ένωσης Fe-Ti είναι μικρό. Η πίεση είναι περίπου 5 MPa, πολύ υψηλή θα αυξήσει την υπολειπόμενη τάση της άρθρωσης. σ φάση, Fe2Ti, FeTi είναι μια ένωση που σχηματίζεται εύκολα όταν η ανθεκτική στη φθορά πλάκα και το κράμα τιτανίου διαχέονται και συγκολλούνται. Η άμεση επαφή μεταξύ των στοιχείων Fe και Ti μπορεί να αποφευχθεί προσθέτοντας ένα ενδιάμεσο στρώμα όπως Ni και Cu, και η φάση της ένωσης Fe-Ti μπορεί να μειωθεί ή να ανασταλεί σχηματίζοντας μια λιγότερο εύθραυστη φάση Ni-Ti και Cu-Ti, η οποία μπορεί να βελτιώσει την δύναμη της άρθρωσης σε κάποιο βαθμό. Το Ag ως ενδιάμεσο στρώμα μπορεί να αποκτήσει τον όλκιμο σύνδεσμο, αλλά το κόστος είναι υψηλότερο.
Δεύτερον, συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων
Η αρχή της συγκόλλησης με δέσμη ηλεκτρονίων είναι η χρήση της θερμικής ενέργειας που παράγεται από τον βομβαρδισμό μιας επιταχυνόμενης και εστιασμένης δέσμης ηλεκτρονίων σε μια συγκόλληση που βρίσκεται σε κενό ή μη. Έχει τα χαρακτηριστικά της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, του γρήγορου ρυθμού ψύξης και της καλής δυνατότητας ελέγχου, και μπορεί να ελέγξει το μέγεθος της λιωμένης πισίνας και την αναλογία σύντηξης δύο μετάλλων. Είναι μια μέθοδος συγκόλλησης ανόμοιου υλικού με μοναδικά πλεονεκτήματα. Ωστόσο, εάν η ανθεκτική στη φθορά πλάκα και κράμα τιτανίου συγκολληθούν απευθείας με συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων, ένας μεγάλος αριθμός ενώσεων Fe-Ti δημιουργείται στη ζώνη συγκόλλησης και οι αρμοί δεν μπορούν να είναι άθικτοι. Είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί το σύνθετο ενδιάμεσο στρώμα Cu και CU-V για την αποτελεσματική αναστολή της δημιουργίας εύθραυστης φάσης και για τη βελτίωση της αντοχής και της σκληρότητας των συγκολλημένων αρμών σχηματίζοντας στερεά διαλύματα. Σε αυτή τη βάση, η πυκνότητα ισχύος, το ρεύμα δέσμης και η ταχύτητα συγκόλλησης προσαρμόζονται για τον έλεγχο της εισόδου θερμότητας και η μετατόπιση αλλάζει για να επιτευχθεί η κατάλληλη κατανομή θερμότητας και να βελτιωθεί περαιτέρω η ποιότητα συγκόλλησης.
Τρία, συγκόλληση με λέιζερ
Η συγκόλληση με λέιζερ είναι η χρήση ακτινοβολίας δέσμης λέιζερ υψηλής έντασης στην μεταλλική επιφάνεια, μέσω της αλληλεπίδρασης λέιζερ και μετάλλου, τήξη μετάλλων, σχηματίζοντας έτσι συγκόλληση. Για τη συγκόλληση ανόμοιων μετάλλων ανθεκτικής στη φθορά πλάκας και κράματος τιτανίου, η συγκόλληση με λέιζερ έχει υψηλότερο ρυθμό θέρμανσης και ψύξης από τη συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων και μπορούν να επιτευχθούν άμεσες συγκολλημένες αρθρώσεις με συγκεκριμένη αντοχή χρησιμοποιώντας τη πολωμένη δέσμη, αλλά η αντοχή είναι χαμηλή και η διακύμανση της μάζας είναι μεγάλη. Τα αποτελέσματα συγκόλλησης παρόμοια με τη συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων μπορούν να ληφθούν χρησιμοποιώντας το Cu ως ενδιάμεσο στρώμα.
