Publisher: Administrator Date:2022-09-13
擴(kuò)散焊接是固態(tài)擴(kuò)散接合的連接工藝的名稱,它涉及傳統(tǒng)釬焊和固態(tài)擴(kuò)散焊接技術(shù)的最新知識的結(jié)合。該工藝結(jié)合了釬焊的制造便利性和固態(tài)擴(kuò)散結(jié)合可實(shí)現(xiàn)的高接頭強(qiáng)度。這種新工藝主要涉及使用超高強(qiáng)度粘合合金(化學(xué)成分與被連接的母材金屬幾乎相同)進(jìn)行真空爐釬焊,然后進(jìn)行擴(kuò)散和時(shí)效熱處理以產(chǎn)生最大的連接強(qiáng)度。通過在高溫拉伸、應(yīng)力斷裂和高循環(huán)疲勞中對對接接頭進(jìn)行詳盡的測試,對接頭質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格評估。這些測試表明,在極難熔焊的鑄造和鍛造鎳基高溫合金中,對接接頭效率可以達(dá)到 70-95%。這表示強(qiáng)度比通過使用鎳基釬焊填充金屬的傳統(tǒng)釬焊產(chǎn)生的最強(qiáng)接頭增加了八倍。飛機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)的不斷發(fā)展,以生產(chǎn)具有改進(jìn)的推重比和特定燃料消耗的發(fā)動機(jī),導(dǎo)致渦輪入口溫度不斷增加,因?yàn)榘l(fā)動機(jī)循環(huán)的熱力學(xué)效率總是隨著這個(gè)臨界溫度而增加。這些不斷增加的渦輪入口溫度對用于單轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的主渦輪和多轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的高壓渦輪中的旋轉(zhuǎn)和固定部件(輪子、動葉和葉片)提出了越來越嚴(yán)格的要求。
但很明顯,這種強(qiáng)度改進(jìn)的大部分發(fā)生在大約 1960 年。今天和可預(yù)見的未來十年的現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)確實(shí)并將采用越來越復(fù)雜的空氣冷卻方案,以適應(yīng)渦輪機(jī)入口溫度增加的要求.這些空氣冷卻設(shè)計(jì)通常需要高強(qiáng)度接頭才能成功運(yùn)行。然而,為滿足先進(jìn)渦輪部件的強(qiáng)度要求而開發(fā)的合金很難通過傳統(tǒng)的熔焊工藝進(jìn)行焊接,因?yàn)檫@些合金會受到應(yīng)變時(shí)效和熱裂的影響。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),通用電氣開發(fā)了一種新的連接工藝——真空擴(kuò)散接合——它可以在超高強(qiáng)度燃?xì)廨啓C(jī)合金中生產(chǎn)出強(qiáng)度接近母材性能的無裂紋接頭。該工藝結(jié)合了釬焊的制造便利性和固態(tài)擴(kuò)散接合的高接合效率——或者最好是定義上的擴(kuò)散焊接。該工藝涉及將鎳基高溫合金部件與特殊設(shè)計(jì)的接合合金接合,該接合合金在某些升高的溫度下完全熔化低于被接合合金的初熔點(diǎn)。隨后,對接合的部件進(jìn)行擴(kuò)散熱處理,以實(shí)現(xiàn)結(jié)合合金和母材金屬的均質(zhì)化。隨后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r(shí)效熱處理。該工藝與固態(tài)擴(kuò)散焊接的根本區(qū)別在于,只需標(biāo)稱壓力 (0-10 psi) 即可產(chǎn)生良好的接頭。此過程中使用的低壓使其可用于連接復(fù)雜構(gòu)造的相對脆弱的部件,而不會在連接過程中產(chǎn)生變形的風(fēng)險(xiǎn)。