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钨及钨合金的焊接 报告人：** 目录 钨及钨合金简介 钨及钨合金的焊接性 钨及钨合金简介 基本信息 钨 元素周期表第六周期ⅥB族元素，为稀有高熔点金属。元素符号W， 原子序数74，相对原子质量183.85。致密块状金属钨呈银白色光泽。 表1 钨的主要物理性质 密度 ρ/kg·m-3 熔点 T/K 沸点 T/K 蒸气压 ρ/kPa 热导率 λ/W·m-1·K-1 线胀系数αl/K-1 抗拉强度σb/MPa 弹性模量E/MPa 19300 (293K) 17700 (熔点温度的液体) 3680±2.0 5930 3.38×10-13 (2000K) 7.75×10-7 （2800K） 174(300K) 4.59×10-6 1800 (未退火丝) 1100 (退火丝) 350000～380000 (丝材) 钨提取冶金原则工艺流程 钨合金 以钨为基添加其他元素形成的合金，是一类重要的难熔金属材料。1913年研制出钍钨合金，1922年发明了抗下垂钨丝，1935年研制出高密度钨合金，20世纪50年代研制出钨铼合金。 钨的合金化 为了使钨获得或改善某些性能，常添加一定量的某些元素而实现。例如，为了改善钨的塑性并获得良好的热电性能以便制备高温热偶，在钨中加入铼，形成了一系列的钨铼合金。为了获得高密度、高强度、塑性好、易机加工等综合性能，则在钨中加入镍和铁或铜等，形成一系列的高密度钨合金。钨的强化有固溶、弥散、沉淀和加工硬化等途径。钨材在高温使用时，单纯固溶强化尚不够时，可在固溶强化(如钨中加铼)基础上再进行弥散强化或沉淀强化，提高高温强度，如用弥散的ThO2和沉淀的HfC强化（铪，金属Hf ）。在2000～2500℃时，W-ThO2系、W-Re-ThO2系、W-Re-HfC系合金都具有高的高温强度。在再结晶温度以下使用的钨合金，采用加工强化的方法，也是有效的强化途径。 钨合金的高温强度 钨合金分类和用途（按照所添加元素的不同） 钨合金 钨铼合金 钨钼合金 高密度钨合金 钨铜合金钨银合金 铈钨合金镧钨合金钇钨合金 钍钨合金 电子管、显像管、灯泡、高温热电偶等 电子管热丝、玻璃封接引出线和电火花切割线 陀螺转子、射线屏蔽材料、压铸模、配重材料和穿甲弹体 电触头、电接点以及半导体支承件和火箭喷管 氩弧焊接、等离子焊接与切削、非自耗电弧炉等高温电极 电子管热阴极、高温放电电极和氩弧焊电极 钨合金的制备工艺 粉末冶金 真空熔炼 化学气相沉积( CVD) 电弧炉、电子束炉熔炼 将钨粉与合金元素粉末或其他添加剂粉末充分混合，再进行压制成形、预结、烧结等工序而成合金锭坯，并对锭坯进行各种塑性加工可制成棒、丝、片材等 高纯 H2(99. 99% )和高 纯 WF6 ( 99. 99% ) 为 原 料 气 体，通 过 化 学 反应 WF6 + 3 H2→W + 6HF还原生成钨原子， 在沉积仿形基体上获得钨沉积层 。沉积过程结束后通过化学腐蚀或将基体在真空炉中熔化获得沉积钨制品 。沉积制品形状取决于沉积基体形状，尺寸精确可控 钨及钨合金的焊接性 Materials 试板规格 :1/16 in.(thick)x0.5in.(wide) Procedure Gas Tungsten-Arc Welding Gas Tungsten-Arc Braze Welding Electron Beam Welding GTA chamber 5*10-5torr 1hr pure argon V=10ipm I=350A U=10~15V GTAB filler metal tungsten and W-26% Re(铼) EBW 5*10-6torr 150KV 20mA Results for unalloyed tungsten GTA （A） （B） （C） GTA GTA GTA EBW/GTAB GTAB GTA Results for alloyed tungsten