添加Mo-Ti-Zr填充層的鉬鑭釔合金電子束焊接特性分析

蔡立輝　于斌　王廷　蔣思遠

摘要：為了研究TZM合金（Mo-0.5Ti-0.1Zr）填充層對鉬鑭釔合金電子束焊接性的影響，分析了焊接接頭顯微組織和力學性能。結果表明，鉬鑭釔合金直接電子束焊接接頭焊后產生貫穿裂紋，而填加TZM合金后，實現了鉬鑭釔合金的有效焊接。Zr元素的加入降低了Mo的氧化物在晶界處的聚集程度，提高了晶界結合強度;接頭各區域顯微硬度不同，焊縫區顯微硬度與母材相當，為270～290 HV，兩側熱影響區顯微硬度最低。添加TZM合金后，鉬鑭釔合金電子束焊接接頭抗拉強度明顯提高，拉伸斷裂發生于焊縫區，為脆性沿晶斷裂模式。

關鍵詞：電子束焊接;鉬合金;合金元素;顯微硬度

中圖分類號：TG456.3文獻標志碼：A文章編號：1001-2303（2020）05-0041-05

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.05.08

0 前言

鉬基難熔金屬具有膨脹系數小、導電和導熱性良好、高溫力學性能優良等優點[1]。添加彌散稀土氧化物的鉬鑭釔合金在1 400 ℃下仍能保持較高的強度和塑性，具有廣闊的應用前景[2]。

鉬合金的連接方法主要有電阻焊、鎢極氬弧焊、激光焊、電子束焊、摩擦焊、釬焊、擴散焊等[3]。電子束焊接具有能量密度高、焊接熱影響區小、真空保護氣氛等優點，在焊接鉬等難熔金屬時具有獨特優勢[4-5]。由于鉬在焊接時存在晶粒粗化、晶界脆化的問題，加入少量的Ti和Zr元素，可以起到固溶強化和彌散強化的效果[6]。加入Zr元素，可純化晶界，大幅提高接頭強度和韌性[7]。

由于鉬鑭釔合金中含氧量較高，會給其熔化焊接帶來困難，選用熔焊焊接性較好的TZM合金[8]作為填充金屬，進行鉬鑭釔合金的電子束焊接試驗，分析其接頭組織與力學性能。……