论文部分内容阅读
金属钽具有高熔点，极强的抗氧化性、耐腐蚀性等优点，是高精度准直器内部主要材料之一。针对于高精度准直器内部微小尺寸十字交叉金属钽箔的焊接中，任何多余的材料或焊点尺寸过大就会造成准直器内部占空比的损失，因此对焊接工艺提出严格要求。相比传统焊接方式，激光焊接凭借能量密度高、焊接速度快、热影响区小等优点，在准直器内部十字交叉钽箔焊接中有着突出优势。目前，针对厚度为0.07mm十字交叉金属钽箔激光微焊接的相关研究鲜有报道。因此深入开展十字交叉金属钽箔激光微焊接工艺研究对高精度准直器制造工艺具有重大意义。 本文采用脉冲激光对厚度0.07mm十字交叉金属钽箔进行焊接，详细研究了焊接工艺参数对焊点形貌、焊点尺寸以及焊点抗拉载荷、纳米硬度的影响规律。 在此基础上，利用数字模拟分析ANSYS软件，对激光焊接十字交叉钽箔温度场进行数值模拟，研究激光焊接过程中焊点成形及温度场分布规律。 首先，进行激光焊接十字交叉钽箔工艺优化，研究保护气流量、脉冲宽度、脉冲功率等工艺参数对焊点成形及焊点尺寸的影响，得出焊接工艺参数为:激光脉冲宽度为8ms，激光聚焦光斑为0.06mm，保护气为氩气，流量为2L/min，激光脉冲功率范围在0.2kw-0.24kw之间，十字交叉钽箔焊点成形良好且尺寸较小。 其次，对激光焊接十字交叉钽箔焊点进行纳米硬度测试、微拉伸测试研究，结果表明，脉冲激光焊接十字交叉金属钽箔结构件最大抗拉载荷为7.77N。焊点中心处硬度有所提高，达2.64Gpa。通过扫描电镜观察，十字交叉金属钽箔焊点拉伸断裂机制为脆性沿晶断裂，断口上部成界面清洁，多面体感强的冰糖状组织;断口下部晶粒成长条状组织。 最后，利用ANSYS数值模拟软件对是十字交叉金属钽箔激光焊接温度场进行模拟。建立适用于本研究中特殊结构激光焊接数值模型，模拟结果中焊点形状、焊点尺寸与实际测量值基本吻合。同时，模拟计算出激光焊接十字交叉金属钽箔焊点温度场分布情况及各点热循环曲线。