形状记忆合金连接质量研究(3)
1.3.2 钎焊
Grummon D S的团队采用50.8毫米厚的Nb箔(99.7 at.%)钎料，在1170℃的温度下，真空加压，使TiNi与Nb在界面快速反应形成共晶液态，冷却凝固后，得到了接头质量很优异的焊接接头，因此团队也就推测钎焊可以的获得接头质量很优秀的形状记忆合金。李明高的团队等以AgCuZnSn做为钎料，用激光钎焊的工艺对TiNi SMA和 1Crl8Ni9Ti进行研究，分别对热输入为50w/10s，60w/15s,70w/20s时的材料进行研究，发现热输入越多，获得材料的形状记忆效应较母材越差。Yang T Y的团队研究了Ti50Ni50的焊接，采用纯Cu和Til5Cu-15Ni箔作钎料，结果表明钎缝中生成的Ti(Ni，Cu)相有利于接头的形状记忆效应，但是生成的另一种相Ti2(Ni，Cu)相使得接头几乎不能承受弯矩。
1.3.3 电子束焊
在这篇论文中，我们采用的就是这种焊接方法来进行形状记忆合金和不锈钢的焊接。西川雅弘教授的团队研究了TiNi基形状记忆合金用电子束焊进行焊接和接头的性能，但是他并没有对焊接后的接头记忆效应进行研究。他们采用1.16毫米厚的TiNi形状记忆合金做为母材，压延后经973K、3.6ks热处理，获得了断裂应力为860Mpa的马氏体，而室温时母相状态下的断裂应力为740MPa，，伸长率分别为31％、26％。从表1-1中可以看出，母相的断裂应力为560Mpa，而马氏体的断裂应力为410Mpa，断裂发生在焊缝中或焊趾部位半熔化区。焊趾部位存在着横纵的细小裂纹。研磨0.2mm，去除裂纹，断裂应力上升为710MPa。经973K、7.2ks热处理后，晶粒细化，伸长率为16％，断裂应力为660MPa。
表1-1 TiNi形状记忆合金及其电子束焊接头的力学性能
材料 材料状态 试验条件 σb/MPa δ（%）
母材 936k，3.6ks，水淬 T<Mf 860 31
T>Ar 740 26
焊接接头 无热处理和研磨 T<Mf 410 9.8
T>Ar 560 11
无热处理，进行研磨 T>Ar 710 7.2
936k,7.2ks,水淬和研磨 T>Ar 660 •16
1.3.4 扩散焊
Gale W F等研究了NiTi和NiAI合金的瞬间液相扩散焊。将母材在在1150 ℃保温1小时，然后熔合线附近的液相逐渐消失，在界面形成Ni2AITi脆化层；继续保温一小时，TiNi中的Ti开始向界面扩散，NiTi一侧的微观组织由B19型单斜结构变为B2型立方结构，同时含有Ni3Ti和R相孪晶马氏体。
1.4 课题的研究意义和研究内容
1.4.1 论文研究意义
形状记忆合金的特殊性及其优异的性能使其在各个领域中有着越来越重要的作用，因此其连接技术存在的一些问题也成为各行各业必须去面对的问题。而TiNi基形状记忆合金凭借其其弹性好、生物相容性优、耐腐蚀、高阻尼的特性，在而具有重要的价值。而且形状记忆合金价格昂贵，而TiNi基形状记忆合金凭借其与价格相对较低的不锈钢的良好焊接性，使其可以大大降低形状记忆合金的焊接成本，因此对其与不锈钢的焊接质量的研究有着很深远的意义。
1.4.2 主要研究内容
运用电子束流对形状记忆合金丝材与304不锈钢丝材进行焊接方法、工艺和焊后性能研究。具体内容有：
(1) 设计不同焊接参数，观察接头宏观成型，对试样镶嵌打磨后在显微镜下观察金相，分析微观组织变化；