張友壽 謝志強 秦有鈞 吳東周 王勤國
鈹的焊接難在它不僅受焊接方法與焊接工藝制約,而且要控制母材的雜質含量和晶粒度,某些焊接還要對焊件適當預熱,并在低約束力下焊接。鈹在平行于C軸方向上的延展性非常差,這種延展性的各向異性和在焊接過程中形成的粗大晶粒會導致鈹焊縫變脆,并在熱應力作用下產生斷裂。同時,鈹焊接工藝的可重復性較差,致使鈹焊接很難確定相應的工藝標準。另外,某些鈹焊件在苛刻的環境下使用,給焊接增加了難點。釬焊是連接鈹的*方法。鈹與鈹、鈹與異種金屬的連接都可以采用釬焊。釬焊方法和釬焊實驗參數的選擇取決于焊件的工作溫度、接頭的幾何形狀和強度要求,釬焊鈹時所發生的問題隨著溫度的升高而增多。因此,在滿足力學性能要求的前提下應盡量選用低熔點釬料。
按照釬焊鈹的熱源不同,可分為爐中釬焊、感應釬焊、電子束釬焊、氬弧釬焊、激光束釬焊、電子束釬焊等幾種。爐中釬焊對工件整體均勻加熱;電子束、氬弧、激光束等做熱源進行釬焊,由于熱源集中于焊件部位的表面,母材鈹表面都要不同程度地熔化一點,所以稱為釬接焊。鈹的熔化焊接方法有電子束焊、鎢極氣體保護電弧焊、電阻點焊和激光焊等。鈹的熔化焊件有兩大難題,一是熱影響區(近縫區)受熱的作用敏感和由此帶來的該區域的性能變壞;二是焊接裂紋。也有以異種金屬或合金作填充進行鈹的熔化焊接的。真空電子束是比較好的鈹的熔焊方法,其熱輸入低得多,可使熱影響區變窄,晶粒細、變形小,并且具有真空保護的有利條件。
電子束熔化焊可以焊接同種或異種鈹材料,而且部分材料的焊接性能良好。鎢極氬弧焊焊接鈹可以采用交流電源,也可以用直流電源。激光熔化焊接鈹已在一些較薄的鈹板材上進行了試驗。鈹的激光焊接研究曾經使用過CO2激光器和Nd:YAG固體激光器。用Nb:YAG脈沖激光器焊接的商業鈹材,可不預熱,不加填充材料進行激光自熔焊接,而且得出激光焊接0.35mm的參數是良好的焊接。 采用擴散焊接方法焊接鈹時,不會遇到裂紋和結晶過分長大等熔化焊接時易出現的問題。擴散焊的連接強度視工藝參數而不同。鈹與鈹可以直接擴散焊,也可以在被焊坡口上涂層后進行擴散焊接。加中間層可以加快擴散連接過程,焊接鈹時常使用的中間層材料(擴散劑)有Ag,Al,Cu,Ni等。