Effect of surface relief on solid phase joining of heat-resistant nickel superalloys

Abstract

Pressure welding (PW) is an advanced method for obtaining solid phase joints (SPJs). Using physical and finite element modelling (FEM) it is shown that PW under superplasticity conditions provides SPJs between dissimilar cast single-crystal intermetallic and deformed polycrystalline heat-resistant Ni-based superalloys. Special attention is paid to exclude the stagnant zones in the solid phase joining region using surface relief. The results of physical modelling and FEM are in qualitative agreement. It is revealed that the surface relief can decrease the stagnant zone and increase localisation of deformation in the joining region, which helps to improve the joining quality. A monotonous change in microhardness in the joint zone is shown.

Low-Temperature Superplasticity of the Ni-Based EK61 Superalloy and Application of this Effect to Obtain Sound Solid Phase Joints

“…In Paper [12] it is shown, that diffusion bonding provides producing joints with interfacial microstructures and compositions very similar to the bulk alloys. Besides in our previous studies it has been shown that the application of superplastic effect in pressure welding provides obtaining solid phase joints between similar [5,6] and dissimilar materials [3,5,7]. The difference between pressure welding and diffusion bonding is in the fact that during pressure welding it is the localization of deformation that responsible for jointing formation.…”

Impact of surface state in probeless friction stir spot welding of an Al–Li alloy

“…This produced a further decrease of the oxides and improved metallurgical bonding. Similarly, Galieva et al [28] revealed that surface relief can increase local deformation in the joining region, which improved the joint quality. Note that all sheet surfaces were polished to the same finish to ensure that the oxide layer was removed substantially before the different treatment shown in Table 1.…”

Computer simulation of pressure welding of heat resistant heterophase nickel-based superalloys specimens through an interlayer

“…Сварка давлением (СД), в том числе в условиях сверхпластичности (СП) [1][2][3], нашла широкое применение при изготовлении различных узлов и деталей конструкций во многих отраслях промышленности, а также в авиадвигателестроении [1-3,10 -18]. Основными стадиями СД является образование контакта, т. е. сближение соединяемых заготовок за счет пластической деформации микронеровностей на свариваемых поверхностях, и активация контактных поверхностей [4 -6].…”

“…Основными стадиями СД является образование контакта, т. е. сближение соединяемых заготовок за счет пластической деформации микронеровностей на свариваемых поверхностях, и активация контактных поверхностей [4 -6]. Качество твердофазного соединения (ТФС) зависит от многих факторов: приложенного давления, температуры сварки, скорости нагружения, схемы деформирования [4 -8,17,19], рельефа свариваемых поверхностей [3,13 -14], геометрии соединяемых деталей [13,14], исходной микроструктуры заготовок [10,11,15] и напряженно-деформированного состояния (НДС) в зоне ТФС свариваемых материалов [3,15,17]. Подготовленная для образования физического контакта между заготовками структура должна быть однородной и мелкозернистой, чтобы обеспечить деформацию микронеровностей на контактных поверхностях заготовок в режиме СП [10,11,15].…”