4-8 铍材焊接工艺研究

张友寿 谢志强 秦有钧 吴东周 王勤国

铍的焊接难在它不仅受焊接方法与焊接工艺制约，而且要控制母材的杂质含量和晶粒度，某些焊接还要对焊件适当预热，并在低约束力下焊接。铍在平行于C轴方向上的延展性非常差，这种延展性的各向异性和在焊接过程中形成的粗大晶粒会导致铍焊缝变脆，并在热应力作用下产生断裂。同时，铍焊接工艺的可重复性较差，致使铍焊接很难确定相应的工艺标准。另外，某些铍焊件在苛刻的环境下使用，给焊接增加了难点。钎焊是连接铍的首选方法。铍与铍、铍与异种金属的连接都可以采用钎焊。钎焊方法和钎焊实验参数的选择取决于焊件的工作温度、接头的几何形状和强度要求，钎焊铍时所发生的问题随着温度的升高而增多。因此，在满足力学性能要求的前提下应尽量选用低熔点钎料。

按照钎焊铍的热源不同，可分为炉中钎焊、感应钎焊、电子束钎焊、氩弧钎焊、激光束钎焊、电子束钎焊等几种。炉中钎焊对工件整体均匀加热；电子束、氩弧、激光束等做热源进行钎焊，由于热源集中于焊件部位的表面，母材铍表面都要不同程度地熔化一点，所以称为钎接焊。铍的熔化焊接方法有电子束焊、钨极气体保护电弧焊、电阻点焊和激光焊等。铍的熔化焊件有两大难题，一是热影响区（近缝区）受热的作用敏感和由此带来的该区域的性能变坏；二是焊接裂纹。也有以异种金属或合金作填充进行铍的熔化焊接的。真空电子束是比较好的铍的熔焊方法，其热输入低得多，可使热影响区变窄，晶粒细、变形小，并且具有真空保护的有利条件。

电子束熔化焊可以焊接同种或异种铍材料，而且部分材料的焊接性能良好。钨极氩弧焊焊接铍可以采用交流电源，也可以用直流电源。激光熔化焊接铍已在一些较薄的铍板材上进行了试验。铍的激光焊接研究曾经使用过CO2激光器和Nd:YAG固体激光器。用Nb:YAG脉冲激光器焊接的商业铍材，可不预热，不加填充材料进行激光自熔焊接，而且得出激光焊接0.35mm的参数是良好的焊接。 采用扩散焊接方法焊接铍时，不会遇到裂纹和结晶过分长大等熔化焊接时易出现的问题。扩散焊的连接强度视工艺参数而不同。铍与铍可以直接扩散焊，也可以在被焊坡口上涂层后进行扩散焊接。加中间层可以加快扩散连接过程，焊接铍时常使用的中间层材料（扩散剂）有Ag，Al，Cu，Ni等。