形状记忆合金焊接工艺与性能(2)
图1-1形状记忆效应示意图
图1-2超弹性示意图
1.2 国内外研究现状[1]
1.3.1 医疗方面
1.3.2 工业方面
1.3.3 日常生活中的应用
1.4 国内形状记忆合金连接的主要问题
国内进行形状记忆合金连接的主要方法有：熔焊、钎焊、扩散焊和固相焊。熔焊在工业领域上应用非常广，其成本低，施工方便，技术成熟，所以连接形状记忆合金首相考虑熔焊方法。熔焊的主要热源有TIG、电子束。激光和等离子束。因为形状记忆合金熔化并且重新凝固，其内部的一些晶格的有序结构遭到破坏，并且形成了大量的脆性相，使得其形状记忆性能大打折扣，这个现象在TIG焊中尤为明显，另外，电子束以及激光焊的热输入大，合金熔化速度快，热影响区小，使得形状记忆效应的损失比TIG焊要少。Grummon D S【形状记忆合金连接技术的研究进展】等人采用Nb箔成功实现了TiNi形状记忆合金的连接，TiNi合金与Nb在界面处形成低熔点共晶物，冷却后形成了牢固的冶金结合。除了采用Nb箔作为钎料以外，Hongmei Li【Cu filler metal】等人也采用了Cu箔实现了TiNi合金和不锈钢的连接,最终获得了最大强度521MPa、5.1%延伸率、99.7&形状回复率的焊接接头及热影响区。除此之外，扩散焊作为一种新型的焊接方法也被应用在形状记忆合金的连接上，汪应玲【TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊工艺及接头性能研究】使用Ag72％Cu28％合金作为中间层材料，在860℃、0.05MPa的压力下保温60min可以使接头达到最大的抗剪强度233.55MPa断口形貌呈现明显的韧性断裂。固态连接的接头具有热影响区小，焊缝微观组织变化小，能够在较低的温度获得焊接接头（与熔化焊相比），以及没有熔融金属的优点。固相焊由于没有熔化金属，其接触面在焊接过程中被挤压出去，接合面存在一些杂质也可以，对接头表面质量要求小，但是对工件的形状要求较大，对装配质量要求高，不适合一般形状的TiNi合金焊接。
1.5 课题的研究意义和研究内容
1.5.1 课题的研究意义
形状记忆合金开始在生活生产的各个领域里都表现出来优势，但是其连接技术依然是没有解决的主要问题，这对于形状记忆合金的应用十分不利，目前形状记忆合金的连接问题都是有关于其自身的异种金属的连接上。TiNi合金价格高，如果只使用TiNi合金来制作零件，必然会造成成本太高，所以将其与一些廉价金属连接可以大大降低零件的成本，目前应用比较广的材料就是不锈钢，其优异的抗腐蚀性和易加工性使得其与TiNi合金的连接成为必然选择，因此进行TiNi合金和不锈钢的连接研究具有重要的现实意义。
1.5.2课题的研究内容
利用电子束作为热源来熔化钎料，使得钎料与母材之间形成牢固的冶金结合。并改变工艺参数来获得最好的焊接接头。实验的主要内容有：
1.采用一系列的焊接参数来焊接TiNi合金的不锈钢，观察宏观接头样貌，将试样镶嵌并制作金相样本来观察其微观组织。
2.采用压弯角回复率来测定不同焊接参数下的形状记忆性能。
3.使用显微硬度计来测量接头的显微硬度，使用万能试验机来测试接头的力学性能。分析不同焊接参数下的力学性能的变化。