西北有色金属研究院的吴金平等人采用低爆速硝铵混合炸药,平行安装法对1。5mm厚退火态纯铌板复材和10mm厚的退火态304L奥氏体不锈钢基材进行爆炸复合[27],对爆炸焊复合界面的微观组织进行观察,如图1-7a及图1-7b所示。Nb与304L不锈钢之间的结合界面为连续的正弦波形,波形规整。在波的前后具有漩涡,漩涡是碰撞后形成的熔化部分,分布着块状颗粒物。在爆炸复合过程中,304L奥氏体不锈钢基板与纯铌复板,产生了塑性变形,在界面处的基板侧50~70μm内,304不锈钢晶粒呈流线状,晶粒被拉长。在波峰两侧及界面的熔化区存在着Nb与304不锈钢在较大的冲击能量下熔化并形成的机械混合物,还有一些破碎的不锈钢颗粒及Nb碎片[19]。
Nb/304L界面SEM形貌[9]
综上所诉,目前国内外的钢/铌焊接中普遍存在着焊缝处易形成金属间化合物的问题,但对金属间化合物的控制措施不足。
4熔钎焊
熔钎焊包含熔焊与钎焊的两种特性,两种母材熔点一高一低,熔钎焊时一种母材达到熔点熔化,而让另一种母材保持固态,熔化的母材呈液态润湿未熔化的母材而发生相互作用形成焊接接头的方法[28-29]。即可以理解为对于熔化了得母材是熔化焊,未熔化的母材是钎焊。由于不锈钢与铌在各方面性能差别很大,熔化焊通常会产生低熔点共晶类金属间化合物,使焊缝脆化,导致接头强度降低。
激光熔钎焊是熔钎焊的一种,是指工件和焊丝表面接收激光能量,在激光能量和热传导方式下焊丝和工件得到加热或熔化,从而达到预期连接效果的一种熔钎焊方法[30]。激光熔钎焊的最高温度不超过熔点较高的母材,所以需要的激光功率密度不能过高,主流的是使用离焦光束。