研究所在焊接工艺及相关领域的新成果.pdf

乌克兰巴顿电焊研究所在焊 接工艺及相关领域的新成果 乌克兰巴顿电焊研究所 B．E．PatOn V．D．Shelyagin 哈尔滨焊接研究所(150080)杜兵李小宇毛辉(编译) 摘要介绍了乌克兰巴顿屯焊衙f究所在气相沉积、电于束焊接与鼋 熔、单晶翩备、闪光焊、电弧与复合热源、电渣焊技术．生物组织的焊接、数 学模拟、爆炸焊、焊接材料、保护涂层、无损检测与诊断、焊接结构服役寿命 等技术领域取得的新成果。 关键词： 气相沉积技术 单晶制备 电弧与复合热源 中暖分类号：TG44 体材料相互作用，形成复合材料。根据材料与工艺的不 0前 言 同，相互作用可以是化学反应，伴随有反应产物从冷凝 乌克兰巴顿电焊研究所(以下简称巴顿所)已有70表面脱落。这种表面处理技术可在很广泛的范围内控 多年的历史，在焊接及相关领域是世界上最大的研究 制冷凝组织，如图2所示。 机构。它将基础理论研究与工程应用紧密结合，创造了 气相沉积技术与材料的主要应用是各种汽轮机叶 许多重大科技成果。文中重点介绍巴顿所在近年来的 片，氧化物燃料电池保护涂层，材料加工工具的超硬表 研究开发成果与应用情况。 面的涂层，在丝、带、网表面沉积具有梯度孔隙的催化 剂涂层，生物材料，生物涂层，具有特殊物理性能(如特 1新技术、新工艺 殊的光学性能，电特性，磁性等)的材料及涂层。目前的 1．1气相沉积技术 试验研究结构表明，对于金刚石类材料，采用高速真空 当前，采用高速真宅电子束实现无机材料的单晶、 电子束气相沉积技术，可以制备纳米碳管以及类似金 纳米及微结构的气相沉积技术取得r很大的进展。作 刚石结构的材料。 为功能或结构涂层，可以实现薄片、薄板(1—2肛m到1-2电子束冶炼技术 5～10 mm)结构形式的金属、金属陶瓷及陶瓷涂层。非 此项技术的发展方向是使用比较便宜的原材料 常值得关注是采用高速真空电子束气相沉积技术可以 (如海绵钛)进行钛合金锭或中间产品的电子束重熔， 制备出成分与组织梯度变化的复合材料，简称可编程 目前巴顿所的钛合金研发与生产中心的年生产能力达 500 控制材料，如图l所示。复合材料锭由陶瓷基体与嵌入 到l t。值得一提的是采用此项技术冶炼了vT6钛 的金属及非金属材料组成。嵌入材料是具有一定形状、 合金锭坯，组织结构为细等轴晶。通过模拟合金元素的 尺寸及气化性能要求的材料，保证在连续汽化与冷凝 蒸发过程，掌握了铝蒸发量对电子束加热功率与熔化 过程中可以在基体上形成成分与组织为梯度变化的复 速度的影响，当电子束功率小于120kw、熔化速度不 合层。这项复合工艺技术包括主体材料的汽化和离子 小于200kg／ll时，钛合金锭中的铝含量能够满足VT6 化，并添加一些无机或有机的材料，在冷凝过程中与主 钛合金的成分要求，如图3所示。在试验研究中．建立 2007年第伯期 1 万方数据 万方数据 秘‰专家论坛懈掳 部的电子数量，它对提高蒸气通道的稳定性也具有积 更大)的单晶来讲是非常具有挑战性的。随着单晶尺寸 极影响。巴顿所已经掌握了大熔深电子束焊时，采用大