紫铜超声波焊接微观结构演变及再结晶研究

发布时间：2024-03-17 17:32

　　三维金属波导元件(包含接收信号孔、本振信号孔和耦合孔)是下一代射电望远镜的关键器件。超声增材为制备该波导元件提供了一种全新的方法,而紫铜薄片的有效焊接是该方法中最关键的工艺之一。当前对紫铜超声波的研究主要集中在焊接参数优化上,鲜有关于紫铜超声波焊接再结晶的研究。本工作采用电子背散射衍射(EBSD)技术观察紫铜超声波点焊的微观组织结构以及织构变化,研究紫铜超声波点焊的再结晶过程。结果表明:超声波焊接作用下紫铜焊接界面处的平均尺寸从20μm减小到1～2μm,说明超声波焊接细化了界面处晶粒;原始紫铜基体内主要包含具有大角度晶界(HAGBs)的粗大晶粒,而紫铜焊接接头界面处则出现了大量的小角度晶界(LAGBs)、亚晶和细小的等轴晶粒;原始紫铜中主要存在着铜型织构{112}〈111〉以及立方织构{001}〈100〉,而超声焊接后试样的织构主要有剪切织构{111}〈143〉、{111}〈110〉与{221}〈122〉,其中在焊接界面处存在大量重新生成的细小立方织构{100}〈001〉和剪切织构{111}〈110〉;在应变较小区域,通常发生不连续动态再结晶DDRX,此时再结晶形核方式为晶界弓出形核方...

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【部分图文】：

图4紫铜超声波焊接试样整体微观结构(电子版为彩图)

紫铜超声波焊接接头整体微观结构如图4所示,在远离焊接界面区域主要由粗大的变形晶粒和大量LAGBs构成,这些LAGBs一般伴随着亚晶与位错的产生。焊接试样中的原始紫铜孪晶逐渐消失,这是由于焊接压力与超声振动的作用促使孪晶变形和移动,从而形成了粗大的变形晶粒。焊接界面区域则主要由不均....

图5紫铜超声波焊接试样晶粒尺寸与位向差

图5为紫铜超声波焊接接头晶粒尺寸与位向差图。从晶粒尺寸图可以看到紫铜经超声波焊接后晶粒尺寸明显变小,平均晶粒尺寸为1～2μm,且晶粒尺寸较为集中,大多数在1～10μm范围内,说明超声波焊接具有细化晶粒的作用。而从晶粒位向差图也可以看出其位向差由高位向差转变为低位向差,即超声波....

图1试验示意图

采用EBSD技术研究原始样品和焊接样品的微观结构及织构。实验之前先截取焊接区域横截面并进行镶嵌,如图1b所示。将镶嵌好的试样通过SiC纸机械抛光400至3000粒度,再将样品在15V电压、10%HClO4的电解质中电抛光15min,待样品表面光滑如镜时使用配备有EBSD构件....

图2原始紫铜微观结构(电子版为彩图)

图2a展示了原始T2紫铜片的晶界类型,其中大角度晶界HAGBs(位相差α>15°)用黑色线表示,小角度晶界LAGBs(位相差α<15°)用紫色线表示,可以看出原始紫铜金属片材的微观结构主要包括具有HAGBs的粗大晶粒。图2b表明紫铜母材存在着大量的紫铜孪晶,这是由退火产生的。退火....

本文编号：3931386