美國Riverhawk釬焊與電子束焊接結構 
Riverhawk 生產(chǎn) Free-Flex® 彎曲樞軸，這是一種專為高周期振蕩運動而設計的封裝彎曲軸承。我們生產(chǎn)的原始設計早在 1960 年代初就獲得了**，此后已被用于數(shù)千種應用。我們**引人注目的應用是各種高精度空間機構。從掃描鏡到光束轉向鏡再到太陽能電池陣列，樞軸在嚴苛的太空環(huán)境中多年來一直表現(xiàn)完美。多年來，人們逐漸認識到電子束焊接是構建空間約束樞軸的**或**選擇。**近的研究結果表明，電子束焊接或釬焊結構的選擇不應僅僅基于環(huán)境。
電子束焊接是一種逐件操作，焊接機操作員必須進行調整，以實現(xiàn)適當?shù)暮缚p熔深和接頭的正確對準。釬焊是一個間歇過程。整批樞軸涂有釬焊材料并放置在釬焊爐中。材料熔化并通過毛細管作用在部件之間形成接頭。在給定批次內可以實現(xiàn)非常高的釬焊重復性。
幾年前，一家主要的航天機構制造商下了一份電子束焊接樞軸訂單，該樞軸要承受中等徑向載荷和非常高的角旋轉，有限壽命約為 10,000 次循環(huán)。傳統(tǒng)的想法是電子束焊接結構更堅固，因此在重循環(huán)載荷下更可靠。在運送樞軸之前，我們計劃以小角度循環(huán)測試所有樞軸。我們的政策是，所有用于空間或關鍵任務應用的電子束焊接彎曲樞軸都應進行循環(huán)測試，以消除任何可能導致早期疲勞失效的潛在焊接缺陷。焊縫很難進行非破壞性檢查，但循環(huán)測試會導致可檢測到的故障。當焊接樞軸進行循環(huán)測試時，所有這些都在焊縫上方的彎曲處遭受了過早的疲勞破壞。這導致一個關鍵項目延遲交付，因此展開了調查。
對焊接質量、過程控制、清潔度、材料合規(guī)性和熱處理等明顯領域進行了調查。對各種焊接配置進行了許多破壞性循環(huán)測試，我們發(fā)現(xiàn)即使采用****的電子束焊接接頭，焊接樞軸也無法滿足我們標準釬焊樞軸的循環(huán)壽命目錄評級。我們發(fā)現(xiàn)原因在于接頭的幾何形狀。電子束將彎曲部分焊接到主體的核心上，留下了一個非穿透區(qū)域。如果焊縫進一步滲透，就會損壞彎曲件。這種非穿透不僅導致疲勞應力集中，而且還減小了彎曲力和徑向力作用的橫截面積，從而增加了截面中的平均應力。另一方面，釬焊接頭 在同一位置產(chǎn)生光滑的釬焊圓角。釬焊圓角增加了橫截面并更均勻地分布彎曲應力。對釬焊和焊接樞軸的進一步測試證實，釬焊樞軸很容易滿足目錄生命周期要求，但對于此類應用，電子束焊接樞軸應降低高達 40% 的額定值。
我們甚至發(fā)現(xiàn)，通過在焊縫上進行釬焊，可以顯著提高電子束焊接樞軸的疲勞壽命。