郑康(重庆大学)

　　摘 要　　在实验基础上，探讨高温合金K418与合金调质钢42CrMo惯性摩擦焊焊接接头的冶金特点，研究接头组织与性能的关系，为焊接工艺参数的优化提供了理论依据。论述了摩擦焊焊接接头中出现的未焊合、弱接合等缺陷及其成因，以及目前用于高温合金K418与合金调质钢42CrMo惯性摩擦焊焊接接头的无损检测方法。
　　关键词　　高温合金，惯性摩擦焊，弱按舍，无损检测

　　1   绪论　　1.1研究对象及实用意义
　　1.1.1问题的提出
　　某型号坦克涡轮增压器为满足特殊环境作战时，其关键部件涡轮转子需在持续高温、高转速下承受氧化、磨损、腐蚀和巨大离心力作用的要求，拟采用铸态镍基高温合金K418作为选用材料，以提高功率，降低能耗。涡轮转子和与其相连的主轴如采用K418整体铸造结构，则工艺复杂，加工困难，且成本增高。如选用K418材料铸造增压器涡轮转子，42CrMo材料制造主轴，则既能满足性能要求，又能降低工艺难度，同时有效降低成本。由于特殊环境作战的要求，涡轮转子与主轴连接部分连接强度需要承受满足高温下每分钟旋转近10万转且不断裂的苛刻条件。
　　七零所在增压器涡轮转子上原采用的连接方法是连续摩擦焊工艺，所用设备为长春焊机厂生产的一台25T的连续摩擦焊机。目前存在的主要问题有：
　　(1)焊接质量不稳定
　　经过工艺摸索，能实现K418和42CrMo的连接强度达到755Mpa，但合格率不超过30%;
　　(2)焊接质量不能确定
　　目前采用的湿法荧光检测，所判定合格的，经拉伸强度试验，常出现未达到使用要求的情况，不能满足产品{bfb}要求合格的苛刻要求。针对K418此类铸态镍基高温合金与异种材料的连接，如何选择一种有效的连接工艺和可靠的检测方法，以满足相关部门的特殊需要已是当务之急。
　　1.1.2研究问题的实用意义
　　增压器涡轮转子目前选用的铸态镍基高温合金K41 8材料和将来可能选用的金属间化合物TiAI台金材料，和其它高性能的新型材料一样，具有高强度、高韧性、质量轻、耐高温、耐低温、耐腐蚀和抗辐照等优异性能。这些新型材料的出现和应用，对推动科技进步，提高军事实力，发展经济，增强市场竞争力和改善人民生活质量起着极为重要的作用。新材料的出现对焊接技术提出了新的课题，成为焊接技术发展的原动力。许多新材料，如耐热合金、钛合金、陶瓷等的连接，特别是异种材料的连接，采用通常的焊接方法已经无法完成，固态焊的优越性目益体现。
　　摩擦焊作为一种优质、高效、低耗、清洁的先进固态焊接连接工艺，在高新技术产业和传统产业部门具有巨大的技术潜力和广阔的市场应用前景。在航空航天工业中，xx航空发动机转子部件(盘+盘、盘+轴)，飞机锻件起落架与拉杆之间，双金属飞机铆钉，飞机钩头螺栓等，在汽车工业，汽车及工程机械上的风扇轴支座组件、空心后轴、前悬架、自动变速器输出轴、起动机小齿轮组件、速度选择轴、变扭器盖、转向节、蜗轮传动轴、联轴齿轮、安全气囊等，在石油工业，地质取芯钻具，抽油杆，油井钻杆等，在军工企业，引信内衬，炮弹前壳体组件，弹体薄壁导带等的焊接均采用了摩擦焊工艺。如何针对不同组合材料的特点，选择合理的摩擦焊接工艺路线，寻找合适的{zj0}工艺参数，并最终选择一种可靠的检测方法，对摩擦焊接技术在先进材料连接上的推广，并对先进材料在各个领域的被广泛应用具有重要的实用意义。

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