Fe3Al金属间化合物的电子束焊优化技巧

Fe₃Al金属间化合物的焊接性较差，主要表现在以下两个方面：

一是Fe₃Al金属间化合物由于交滑移困难导致高的应力集中，造成室温脆性大，塑性低，焊接时容易产生冷裂纹。

二是Fe₃Al热导率低，导致焊接热影响区、熔合区和焊缝之间的温度梯度大，加之线胀系数大，冷却时易产生较大的残余应力，导致产生热裂纹。

电子束焊是利用电子枪产生的电子束聚焦在工件上，使焊件金属迅速熔化后再重新凝固。化学成分和焊接参数对Fe₃Al的焊接性有很大影响。采用电子束焊（EBW）对厚度0.76mm的Fe₃Al金属间化合物薄板的焊接研究表明，由于焊接过程是在真空中进行，抑制了氢的有害作用，焊后不产生延迟裂纹。并且集中的高能量输入使焊接熔合区组织有所细化，焊缝组织为柱状晶，宽度窄，沿热传导方向生长，热影响区也十分窄小，在较低的焊速下无裂纹产生，接头变形也较小。因此含Cr、Nb、Mn的Fe₃Al基合金焊后无裂纹出现，获得的焊接接头质量较好。

采用电子束焊时，焊接速度控制在20mm／s以下，可以获得良好的Fe₃Al焊接接头。力学性能试验表明，断裂发生在热影响区，拉伸断口为沿晶和穿晶解理混合断口，这与焊前母材的断裂机制相同。可见电子束焊虽然热输入集中，但接头仍受Fe₃Al母材本质脆性的影响而呈脆性断裂特征。(www.xing528.com)

用电子束焊对厚度1～2mm的Fe₃Al基合金进行焊接，采用的焊接参数为：聚焦电流800～1200mA，焊接电流20～30mA，焊接速度8.3～20mm／s，真空度1.33×10^－2Pa。由于电子束焊能量集中以及在真空气氛中的H、O原子浓度很低，抑制了氢的作用，使焊接接头氢致延迟裂纹难以发生，因此焊接效果优于钨极氩弧焊，可以获得无裂纹和缺欠的焊缝，焊缝很窄（约是氩弧焊的一半），热影响区也很窄，焊后变形小，应力也较小。

电子束焊Fe₃Al基合金的拉伸和弯曲试验表明，室温拉伸和弯曲时，断裂发生在Fe₃Al母材热影响区，抗拉强度为289MPa，焊缝并没有弱化焊接接头区的力学性能。因此，采用电子束焊，Fe₃Al基合金表现出良好的焊接性，焊缝外形美观、性能优异。

Fe₃Al基合金薄板电子束焊的焊接速度快，可控制在4.2～16.9mm／s范围，焊接效率高，具有很好的应用前景。