Wolfram und seine Legierungen können erfolgreich durch Wolfram-Schutzgasschweißen verbunden werden.
Gas-Wolfram-Lichtbogenlöten, Elektronenstrahlschweißen und chemische Gasphasenabscheidung.

Die Schweißbarkeit von Wolfram und einer Reihe seiner Legierungen, die durch Lichtbogenguss, Pulvermetallurgie oder chemische Gasphasenabscheidung (CVD) verfestigt wurden, wurde bewertet. Bei den meisten verwendeten Materialien handelte es sich um Bleche mit einer Nenndicke von 0,060 Zoll. Die eingesetzten Fügeverfahren waren (1) Wolfram-Schutzgasschweißen, (2) Wolfram-Schutzgas-Hartlötschweißen, (3) Elektronenstrahlschweißen und (4) Fügen durch CVD.
Wolfram wurde mit allen diesen Methoden erfolgreich geschweißt, die Qualität der Schweißnähte wurde jedoch stark von der Art der Grund- und Zusatzmetalle (z. B. Pulver- oder Lichtbogengussprodukte) beeinflusst. Beispielsweise waren Schweißnähte in lichtbogengegossenem Material vergleichsweise frei von Porosität, wohingegen Schweißnähte in pulvermetallurgischen Produkten normalerweise porös waren, insbesondere entlang der Schmelzlinie. Bei Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißungen (GTA) in unlegiertem Wolframblech mit einer Dicke von 1/1 Zoll führte eine Mindestvorwärmung von 150 °C (die sich als duktil-spröde Übergangstemperatur des Grundmetalls herausstellte) zu rissfreien Schweißnähten. Als Grundmetalle waren Wolfram-Rhenium-Legierungen ohne Vorwärmen schweißbar, aber Porosität war auch bei Produkten aus Wolframlegierungspulver ein Problem. Das Vorwärmen schien die Porosität der Schweißnaht nicht zu beeinträchtigen, da diese in erster Linie von der Art des Grundmetalls abhängt.
Die Duktil-Spröd-Übergangstemperaturen (DBIT) für Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißungen in verschiedenen Arten der Pulvermetallurgie von Wolfram betrugen 325 bis 475 °C, im Vergleich zu 150 °C für das Grundmetall und 425 °C für Elektronenstrahlschweißen Lichtbogengegossenes Wolfram.
Das Hartlöten von Wolfram mit unterschiedlichen Füllmetallen führte offenbar nicht zu besseren Verbindungseigenschaften als andere Verbindungsmethoden. Wir verwendeten Nb, Ta, W-26 % Re, Mo und Re als Zusatzmetalle in den Hartlötnähten. Nb und Mo verursachten schwere Risse.

Fügen durch CVD bei 510 bis 560 °C

Die Porosität wurde bis auf einen geringen Anteil vollständig beseitigt und auch die Probleme im Zusammenhang mit den zum Schweißen erforderlichen hohen Temperaturen (z. B. große Körner in der Schweißnaht und Wärmeeinflusszonen) beseitigt.
Einführung
Wolfram und Legierungen auf Wolframbasis werden für eine Reihe fortschrittlicher Nuklear- und Raumfahrtanwendungen in Betracht gezogen, darunter thermionische Umwandlungsvorrichtungen, Wiedereintrittsfahrzeuge, Hochtemperatur-Brennelemente und andere Reaktorkomponenten. Vorteile dieser Materialien sind ihre Kombination aus sehr hohen Schmelztemperaturen, guter Festigkeit bei erhöhten Temperaturen, hoher thermischer und elektrischer Leitfähigkeit und ausreichender Korrosionsbeständigkeit in bestimmten Umgebungen. Da die Sprödigkeit ihre Verarbeitbarkeit einschränkt, hängt der Nutzen dieser Materialien in Strukturbauteilen unter strengen Betriebsbedingungen stark von der Entwicklung von Schweißverfahren ab, um Verbindungen zu schaffen, deren Eigenschaften mit denen des Grundmetalls vergleichbar sind. Daher bestanden die Ziele dieser Studien darin, (1) die mechanischen Eigenschaften von Verbindungen zu bestimmen, die durch verschiedene Verbindungsmethoden in verschiedenen Arten von unlegiertem und legiertem Wolfram hergestellt wurden; (2) die Auswirkungen verschiedener Modifikationen bei Wärmebehandlungen und Verbindungstechniken bewerten; und (3) die Machbarkeit der Herstellung von Testkomponenten demonstrieren, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind.
Materialien
Unlegiertes Wolfram m叮10 m. Dicke Bleche waren das Material von größtem Interesse. Das unlegierte Wolfram in dieser Studie wurde durch Pulvermetallurgie, Lichtbogenguss und chemische Dampfabscheidungstechniken hergestellt. Tabelle 1 zeigt die Verunreinigungsgrade der erhaltenen Pulvermetallurgie-, CVD- und Lichtbogenguss-Wolframprodukte. Die meisten liegen innerhalb der Bereiche, die nominell in Wolfram vorkommen

Es sollte jedoch beachtet werden, dass das CVD-Material mehr als die normalen Mengen an Fluor enthielt.
Zum Vergleich wurden verschiedene Größen und Formen von Wolfram und Wolframlegierungen zusammengefügt. Bei den meisten davon handelte es sich um pulvermetallurgische Produkte, obwohl einige lichtbogengegossene Materialien auch geschweißt wurden. Spezifische Konfigurationen wurden verwendet, um die Machbarkeit von Gebäudestrukturen und -komponenten zu ermitteln. Mit Ausnahme des CVD-Wolframs, das im abgelagerten Zustand geliefert wurde, wurden alle Werkstoffe in vollständig kaltverformtem Zustand geliefert. Aufgrund der erhöhten Sprödigkeit von rekristallisiertem und grobkörnigem Wolfram wurde das Material im bearbeiteten Zustand geschweißt, um das Kornwachstum in der Wärmeeinflusszone zu minimieren. Aufgrund der hohen Materialkosten und der relativ geringen verfügbaren Mengen haben wir Testproben entworfen, bei denen die minimale Materialmenge verwendet wurde, um die gewünschten Informationen zu erhalten.
Verfahren
Da die Übergangstemperatur von duktil zu spröde (DBTT) von Wolfram über der Raumtemperatur liegt, muss bei der Handhabung und Bearbeitung besondere Vorsicht geboten sein, um Risse zu vermeiden1. Durch Scheren entstehen Kantenrisse und wir haben herausgefunden, dass Schleifen und Elektroerosionsbearbeitung Hitzestaus auf der Oberfläche hinterlassen. Sofern sie nicht durch Läppen entfernt werden, können sich diese Risse beim Schweißen und bei der anschließenden Verwendung ausbreiten.
Wolfram muss, wie alle hochschmelzenden Metalle, in einer sehr reinen Atmosphäre aus entweder Inertgas (Gas-Wolfram-Lichtbogenverfahren) oder Vakuum (Elektronenstrahlpro:::ess)2 geschweißt werden, um eine Verunreinigung der Schweißnaht durch Zwischengitterstellen zu vermeiden. Da Wolfram den höchsten Schmelzpunkt aller Metalle hat (3410 °C), müssen Schweißgeräte den hohen Betriebstemperaturen standhalten.

Tabelle 1

Dabei kamen drei unterschiedliche Schweißverfahren zum Einsatz: Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen, Gas-Wolfram-Lichtbogenlöten und Elektronenstrahlschweißen. Für jedes Material wurden die Schweißbedingungen ermittelt, die für eine vollständige Vernetzung bei minimalem Energieeintrag erforderlich sind. Vor dem Schweißen wurde Blechmaterial bearbeitet. breite Rohlinge und mit Ethylalkohol entfettet. Das Verbindungsdesign war eine quadratische Nut ohne Wurzelöffnung.
Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen
Alle automatischen und manuellen Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißungen wurden in einem Schweißgerät durchgeführt, das unter 5 x I oder gehalten wurde. etwa 1 Stunde lang erhitzt und dann mit sehr reinem Argon aufgefüllt. Wie in Abb. 1A dargestellt, war die Kammer mit einem Verfahrmechanismus und einem Brennerkopf zum automatischen Schweißen ausgestattet. Das Werkstück wurde in einer Kupferhalterung gehalten, die an allen Kontaktpunkten mit Wolframeinsätzen versehen war, um zu verhindern, dass es durch den Schweißschlag mit dem Werkstück verlötet wurde. Im Sockel dieser Vorrichtung befanden sich die elektrischen Heizpatronen, die das Werkstück auf die gewünschte Temperatur vorwärmten, Abb. 1 B. Alle Schweißnähte wurden bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 10 ipm, einem Strom von etwa 350 Ampere und einer Spannung von 10 bis 15 V durchgeführt .
Gas-Wolfram-AC-Lötschweißen
Gas-Wolfram-Lötschweißungen wurden in einer Kammer mit inerter Atmosphäre mit ähnlichen Techniken hergestellt

die oben beschriebenen. Die mit Wolfram und W-26 % Re-Füllmetall hergestellten Wulst-auf-Platte-Lötschweißnähte wurden manuell hergestellt; Allerdings wurden die Stumpflötnähte automatisch geschweißt, nachdem das Füllmetall in die Stumpfverbindung eingebracht wurde.
Elektronenstrahlschweißen
Die Elektronenstrahlschweißungen wurden in einer 150-kV-20-mA-Maschine durchgeführt. Während des Schweißens wurde ein Vakuum von etwa 5 x 10-6 Torr aufrechterhalten. Das Elektronenstrahlschweißen führt zu einem sehr hohen Verhältnis von Tiefe zu Breite und einer schmalen Wärmeeinflusszone.
』Verbindung durch chemische Dampfentsorgung
Wolframverbindungen wurden durch Abscheidung von unlegiertem Wolframfüllmetall mittels chemischer Gasphasenabscheidung3 hergestellt. Wolfram wurde durch Wasserstoffreduktion von Wolframhexafluorid gemäß der Reaktion-t abgeschieden
Hitze
WFs(g) + 3H,(g)一–+W(s) + 6HF(g).
Die Verwendung dieser Verbindungstechnik erforderte nur geringfügige Änderungen an den Vorrichtungen und der Verteilung des Reaktantenflusses. Der Hauptvorteil dieses Prozesses gegenüber konventionelleren Verbindungsmethoden besteht darin, dass die verwendeten niedrigen Temperaturen (510 bis 650 °C) viel niedriger sind als der Schmelzpunkt von

Wolfram (3410 °C), Rekristallisation und mögliche weitere Versprödung des bearbeiteten Wolframgrundmetalls durch Verunreinigungen oder Kornwachstum werden minimiert.
Es wurden mehrere Verbindungsdesigns einschließlich Stoß- und Rohrendverschlüssen hergestellt. Die Abscheidung erfolgte mit Hilfe eines Kupferdorns, der als Halterung, Ausrichtungsstück und Substrat diente. Nachdem die Abscheidung abgeschlossen war, wurde der Kupferdorn durch Ätzen entfernt. Da andere Arbeiten gezeigt haben, dass CVD-Wolfram bei der Abscheidung komplexe Eigenspannungen aufweist, wurden diese Verbindungen vor der Bearbeitung oder Prüfung eine Stunde lang bei 1000 ° bis 1600 ° C spannungsfrei gemacht.
Inspektion und Prüfung
Die Verbindungen wurden vor der Prüfung visuell, durch Eindringmittel und Röntgen untersucht. Typische Schweißnähte wurden chemisch auf Sauerstoff und Stickstoff analysiert (Tabelle 2) und im Rahmen der Studie wurden umfangreiche metallografische Untersuchungen durchgeführt.
Aufgrund seiner inhärenten Einfachheit und Anpassungsfähigkeit an kleine Proben wurde der Biegetest als Hauptkriterium für die Integrität der Verbindung und den Vergleich der Prozesse verwendet. Die Übergangstemperaturen von duktil zu spröde wurden mit einem Dreipunkt-Biegegerät für Verbindungen sowohl im geschweißten Zustand als auch nach der Alterung bestimmt. Die Basisprobe für die Biegeversuche war die Längsprobe

Stirnbiegung, 24 t lang und 12 t breit, wobei t die Probendicke ist. Die Proben wurden auf einer 15-t-Spannweite abgestützt und mit einem Stößel mit einem Radius von 4 t und einer Geschwindigkeit von 0,5 ipm gebogen. Diese Geometrie tendierte dazu, Daten zu normalisieren, die für verschiedene Materialstärken erhalten wurden. Die Proben wurden üblicherweise quer zur Schweißnaht gebogen (Längsbiegeprobe), um eine gleichmäßige Verformung der Schweißnaht, der Wärmeeinflusszone und des Grundmetalls zu gewährleisten; Allerdings wurden zum Vergleich einige Proben entlang der Schweißnaht gebogen (Querbiegeprobe). In den ersten Teilen der Untersuchung wurden Gesichtsbiegungen verwendet; Da jedoch aufgrund des Gewichts des geschmolzenen Metalls an den Schweißnähten der meisten Schweißnähte leichte Kerben zu erkennen waren, wurden sie in späteren Tests durch Wurzelbögen ersetzt. Die Empfehlungen des Materialbeirats6 zur Biegeprüfung von Blechproben wurden so genau wie möglich befolgt. Aufgrund des begrenzten Materials wurden die kleinsten empfehlenswerten Exemplare ausgewählt.
Um die Biegeübergangstemperatur zu bestimmen, wurde die Biegevorrichtung in einen Ofen eingeschlossen, der die Temperatur schnell auf 500 °C erhöhen konnte. Eine Biegung von 90 bis 105 Grad wurde als vollständige Biegung angesehen. Der DBTT wurde als die niedrigste Temperatur definiert, bei der sich das Exemplar vollständig beugte, ohne zu knarren. Obwohl die Tests an der Luft durchgeführt wurden, war eine Verfärbung der Proben erst erkennbar, als die Testtemperaturen 400 °C erreichten.

Abbildung 1

Ergebnisse für unlegiertes Wolfram
Allgemeine Schweißbarkeit
Gas-Turzgstea-Lichtbogenschweißen – Beim Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen von 1 Zoll. Bei dickem, unlegiertem Blech muss das Werkstück stark vorgewärmt werden, um ein sprödes Versagen unter Belastung durch Thermoschock zu verhindern. Abbildung 2 zeigt einen typischen Bruch, der durch Schweißen ohne ordnungsgemäße Vorwärmung entsteht. Die große Korngröße und Form der Schweißnaht und der Wärmeeinflusszone sind im Bruch erkennbar. Die Untersuchung der Vorwärmtemperaturen von Raumtemperatur auf 540 °C ergab, dass eine Vorwärmung auf mindestens 150 °C erforderlich war, um eine gleichmäßige Herstellung rissfreier Stumpfnähte in einem Durchgang zu gewährleisten. Diese Temperatur entspricht dem DBTI des Grundmetalls. Ein Vorwärmen auf höhere Temperaturen schien in diesen Tests nicht notwendig zu sein, aber Materialien mit einem höheren DBTI oder Konfigurationen, die stärkere Spannungskonzentrationen oder massivere Teile beinhalten, können ein Vorwärmen auf höhere Temperaturen erfordern.
Die Qualität einer Schweißverbindung hängt stark von den Verfahren ab, die bei der Herstellung der Grundmetalle angewendet werden. Autogene Schweißnähte aus lichtbogengegossenem Wolfram sind im Wesentlichen frei von Porosität, Abb.
3A, aber Schweißnähte aus pulvermetallurgischem Wolfram zeichnen sich durch grobe Porosität aus, Abb. 3 (b), insbesondere entlang der Schmelzlinie. Das Ausmaß dieser Porosität, Abb. 3B, insbesondere entlang 3C, in Schweißnähten, die mit einem proprietären Produkt mit geringer Porosität (GE-15, hergestellt von General Electric Co., Cleveland) hergestellt wurden.
Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißungen aus CVD-Wolfram weisen aufgrund der Kornstruktur des Grundmetalls ungewöhnliche Wärmeeinflusszonen auf. Abbildung 4 zeigt die Vorderseite und den entsprechenden Querschnitt einer solchen Gas-Wolfram-Lichtbogen-Stumpfschweißung. Beachten Sie, dass die feinen Körner an der Substratoberfläche durch die Hitze beim Schweißen gewachsen sind. Auffällig ist auch das mangelnde Wachstum der großen Säulen

Körner. Die säulenförmigen Körner enthalten Gas
Blasen an Korngrenzen, die durch Fluorverunreinigungen verursacht werden8. Folglich, wenn
die feinkörnige Substratoberfläche vor dem Schweißen entfernt wird, die Schweißverbindung keine metallographisch erkennbare Wärmeeinflusszone enthält. Bei bearbeitetem CVD-Material (z. B. extrudiertem oder gezogenem Rohr) weist die Wärmeeinflusszone der Schweißnaht natürlich die normale rekristallisierte Kornstruktur auf.
In den säulenförmigen Korngrenzen im RAZ mehrerer Schweißnähte aus CVD-Wolfram wurden Risse gefunden. Diese in Abb. 5 dargestellte Rissbildung wurde durch die schnelle Bildung und das Wachstum von Blasen in den Korngrenzen bei hohen Temperaturen verursacht9. Bei den hohen Temperaturen beim Schweißen konnten die Blasen einen Großteil der Korngrenzenfläche einnehmen; Zusammen mit der beim Abkühlen entstehenden Spannung führte dies dazu, dass die Korngrenzen auseinanderzogen und ein Riss entstand. Eine Untersuchung der Blasenbildung in Wolfram- und anderen Metallablagerungen während der Wärmebehandlung zeigt, dass Blasen in Metallen auftreten, die unter 0,3 Tm (der homologen Schmelztemperatur) abgeschieden werden. Diese Beobachtung legt nahe, dass sich Gasblasen durch die Koaleszenz eingeschlossener Leerstellen und Gase während des Glühens bilden. Im Fall von CVD-Wolfram handelt es sich bei dem Gas wahrscheinlich um Fluor oder eine Fluoridverbindung
Elektronenstrahlschweißen – Unlegiertes Wolfram wurde mit und ohne Vorwärmen elektronenstrahlgeschweißt. Der Bedarf an Vorwärmung variierte je nach Probe. Um eine rissfreie Schweißung zu gewährleisten, wird eine Vorwärmung mindestens auf die DBTT des Grundwerkstoffes empfohlen. Elektronenstrahlschweißungen in pulvermetallurgischen Produkten weisen ebenfalls die zuvor erwähnte Schweißporosität auf.

Gas-Wolfram-Lichtbogen-Lötschweißen: Um herauszufinden, ob Hartlöten vorteilhaft eingesetzt werden kann, experimentierten wir mit dem Gas-Wolfram-Lichtbogen-Lötverfahren zur Herstellung von Hartlötschweißungen auf pulvermetallurgischem Wolframblech Stumpfstoß vor dem Schweißen. Es wurden Hartlötschweißungen mit unlegiertem Nb, Ta, Mo, Re und W-26 % Re als Zusatzmetallen hergestellt. Wie erwartet gab es in metallografischen Schnitten aller Verbindungen Porosität an der Schmelzlinie (Abb. 6), da es sich bei den Grundmetallen um pulvermetallurgische Produkte handelte. Schweißnähte mit Niob- und Molybdän-Füllmetallen sind gerissen.
Die Härten von Schweißnähten und Hartlötnähten wurden anhand einer Untersuchung von Wulst-auf-Blech-Schweißnähten verglichen, die mit unlegiertem Wolfram und W一26 % Re als Zusatzwerkstoffen hergestellt wurden. Die Gas-Wolframlichtbogenschweißnähte und Hartlötschweißnähte wurden manuell an unlegierten Wolframpulvermetallurgieprodukten (der proprietären Qualität (GE-15) mit geringer Porosität und einer typischen kommerziellen Qualität) hergestellt. Schweißnähte und Hartlötnähte in jedem Material wurden bei 900, 1200, 1600 und 2000 °C für 1, 10, 100 und 1000 Stunden gealtert. Die Proben wurden metallographisch untersucht und Härteverläufe über die Schweißnaht, die Wärmeeinflusszone und das Grundmetall sowohl im geschweißten Zustand als auch nach der Wärmebehandlung durchgeführt.

Tabelle 2

Abbildung2

Da es sich bei den in dieser Studie verwendeten Materialien um pulvermetallurgische Produkte handelte, waren in den Schweiß- und Hartlotschweißablagerungen unterschiedliche Mengen an Porosität vorhanden. Auch hier wiesen die Verbindungen, die mit typischem pulvermetallurgisch hergestellten Wolfram-Basismetall hergestellt wurden, eine höhere Porosität auf als diejenigen, die mit dem proprietären Wolfram mit geringer Porosität hergestellt wurden. Die mit W-26 % Re-Füllmetall hergestellten Schweißnähte hatten eine geringere Porosität als die mit dem unlegierten Wolfram-Füllmetall hergestellten Schweißnähte.
Es konnte kein Einfluss von Zeit oder Temperatur auf die Härte der Schweißnähte festgestellt werden, die mit unlegiertem Wolfram als Zusatzwerkstoff hergestellt wurden. Beim Schweißen waren die Härtemessungen der Schweiß- und Grundmetalle im Wesentlichen konstant und veränderten sich nach der Alterung nicht. Allerdings waren die mit W-26 % Re-Zusatzwerkstoff hergestellten Schweißnähte im hergestellten Zustand erheblich härter als das Grundmetall (Abb. 7). Wahrscheinlich war die höhere Härte des W-Re-Brosche-Schweißguts auf die Mischkristallhärtung und/oder das Vorhandensein einer fein verteilten Er-Phase in der erstarrten Struktur zurückzuführen. Das Phasendiagramm von Wolframrhenium11 zeigt, dass bei schneller Abkühlung örtlich begrenzte Bereiche mit hohem Rheniumgehalt auftreten können, die zur Bildung der harten, spröden Phase in der stark entmischten Unterstruktur führen können. Möglicherweise war die er-Phase fein in den Körnern oder Korngrenzen verteilt, obwohl keine groß genug war, um durch metallografische Untersuchung oder Röntgenbeugung identifiziert zu werden.
In Abb. 7A ist die Härte als Funktion des Abstands von der Mittellinie der Lötnaht für verschiedene Alterungstemperaturen aufgetragen. Beachten Sie den abrupten Wechsel

in der Härte an der Schmelzlinie. Mit zunehmender Alterungstemperatur nahm die Härte der Hartlotschweißung ab, bis nach 100 Stunden bei J 600 °C die Härte die gleiche war wie die des unlegierten Wolfram-Basismetalls. Dieser Trend der abnehmenden Härte mit steigender Temperatur galt für alle Alterungszeiten. Eine längere Zeit bei konstanter Temperatur führte auch zu einer ähnlichen Abnahme der Härte, wie in Abb. 7B für eine Alterungstemperatur von 1200 °C dargestellt.
Fügen durch chemische Gasphasenabscheidung – Das Verbinden von Wolfram durch CVD-Techniken wurde als Methode zur Herstellung von Schweißnähten in verschiedenen Probendesigns untersucht. Durch den Einsatz geeigneter Vorrichtungen und Masken, um die Ablagerung auf die gewünschten Bereiche zu beschränken, wurden CVD- und Pulvermetallurgie-Wolframbleche verbunden und Endverschlüsse an Rohren hergestellt. Die Ablagerung in einer Abschrägung mit einem eingeschlossenen Winkel von etwa 90 Grad erzeugte Risse, Abb. 8A, an den Schnittpunkten der säulenförmigen Körner, die von einer Seite der Abschrägung und dem Substrat (das weggeätzt wurde) wuchsen. Es wurden jedoch hochintegrierte Verbindungen ohne Rissbildung oder grobe Ansammlung von Verunreinigungen erhalten, Abb. 8B, wenn die Verbindungskonfiguration durch Schleifen der Oberfläche des Grundmetalls auf einen Radius von 0,5 mm geändert wurde. tangential zur Schweißnahtwurzel. Um eine typische Anwendung dieses Prozesses bei der Herstellung von Brennelementen zu demonstrieren, wurden einige Endverschlüsse in Wolframrohren hergestellt. Diese Verbindungen waren dicht, als sie mit einem Helium-Massenspektrometer-Leckdetektor getestet wurden.

Abbildung 3

Abbildung 4

Abbildung 5

Mechanische Eigenschaften
Biegetests von Schmelzschweißnähten: Übergangskurven von duktil zu spröde wurden für verschiedene Verbindungen aus unlegiertem Wolfram ermittelt. Die Kurven in Abb. 9 zeigen, dass die DBTT von zwei pulvermetallurgischen Grundmetallen etwa 1 50 °C betrug. Typischerweise stieg die DBTT (die niedrigste Temperatur, bei der eine Biegung von 90 bis 105 Grad durchgeführt werden konnte) beider Materialien nach dem Schweißen stark an . Die Übergangstemperaturen stiegen um etwa 175 °C auf einen Wert von 325 °C für typisches Pulvermetallurgie-Wolfram und um etwa 235 °C auf einen Wert von 385 °C für das proprietäre Material mit geringer Porosität. Der Unterschied in den DBTTs von geschweißtem und ungeschweißtem Material wurde auf die große Korngröße und eine mögliche Umverteilung von Verunreinigungen in den Schweißnähten und Wärmeeinflusszonen zurückgeführt. Die Testergebnisse zeigen, dass die DBTT typischer pulvermetallurgischer Wolframschweißnähte niedriger war als die des proprietären Materials, obwohl letzteres eine geringere Porosität aufwies. Die höhere DBTT der Schweißnaht bei Wolfram mit geringer Porosität könnte auf dessen etwas größere Korngröße zurückzuführen sein, Abb. 3A und 3C.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zur Bestimmung der DBTTs für eine Reihe von Verbindungen aus unlegiertem Wolfram sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Die Biegetests reagierten recht empfindlich auf Änderungen im Testverfahren. Wurzelbiegungen schienen duktiler zu sein als Gesichtsbiegungen. Eine richtig ausgewählte Spannungsentlastung nach dem Schweißen schien die DBTT erheblich zu senken. Das CVD-Wolfram hatte im geschweißten Zustand die höchste DBTT (560℃). Als es jedoch nach dem Schweißen einer einstündigen Spannungsentlastung bei 1000℃ unterzogen wurde, sank seine DBTT auf 350℃. Durch eine Spannungsentlastung von 1000 °C nach dem Schweißen sank die DBTT auf 350 °C. Die Spannungsentlastung von lichtbogengeschweißtem pulvermetallurgischem Wolfram für 1 Stunde bei 18000 °C reduzierte die DBTT dieses Materials um etwa 100 °C gegenüber dem dafür ermittelten Wert. geschweißt. Eine einstündige Spannungsentlastung bei 1000 °C an einer mit CVD-Methoden hergestellten Verbindung ergab die niedrigste DBTT (200 °C). Es ist zu beachten, dass diese Übergangstemperatur zwar erheblich niedriger war als jede andere in dieser Studie ermittelte Übergangstemperatur, die Verbesserung jedoch wahrscheinlich durch die niedrigere Dehnungsrate (0,1 gegenüber 0,5 ipm) beeinflusst wurde, die in Tests an CVD-Verbindungen verwendet wurde.

Biegetest von Hartlötschweißungen – Gas-Wolfram-Lichtbogen-Lötschweißungen mit Nb. Ta, Mo, Re und W-26 % Re als Zusatzmetalle wurden ebenfalls biegegetestet und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Die größte Duktilität wurde mit einer Rhenium-Lötschweißung erzielt.

Obwohl die Ergebnisse dieser oberflächlichen Studie darauf hindeuten, dass ein unterschiedliches Zusatzmetall Verbindungen mit mechanischen Eigenschaften erzeugen kann, die denen von homogenen Schweißnähten in Wolfram entsprechen, können einige dieser Zusatzmetalle in der Praxis nützlich sein.

Ergebnisse für Wolframlegierungen.