TC4钛合金厚板电子束焊缝成形与微气孔无损检测

发布时间：2017-11-11 23:11

  本文关键词：TC4钛合金厚板电子束焊缝成形与微气孔无损检测

  更多相关文章： 钛合金厚板 电子束焊 焊缝成形 微气孔 无损检测

【摘要】：本文以30mm厚的TC4钛合金板材为研究对象,采用真空电子束焊接方法,研究了工艺参数对焊缝形貌的影响规律;并通过X射线检测和超声水浸聚焦检测方法对焊缝中的微气孔进行了无损检测,分析了不同类型焊缝中微气孔的分布特征,探讨了焊缝中微气孔的形成机理。研究结果表明:电子束流和焊接速度是影响焊缝熔深和熔宽的主要因素,对焊缝形貌并无太大影响,不同参数下获得的均是同一类型焊缝,随着电子束流的增加,焊缝熔深和熔宽增加,但是当电子束流小于一定值时,熔深增加不明显,主要是上熔宽增加,随着焊接速度增加,电子束停留在工件上的时间缩短,线能量减小,焊缝熔宽和熔深均减小,当速度达到一定值时,焊缝由焊透状态转变为未焊透;而工作距离对焊缝形状的影响与电子束流和焊接速度的影响不同,不同工作距离下获得的焊缝形状可以分为钟罩形、钉形、漏斗形和楔形四种。工艺参数对焊缝微观组织形貌影响不大,TC4钛合金电子束焊缝区由粗大的β柱状晶组成,焊缝上部的柱状晶最为粗大,其生长方向为沿着焊缝中心线在两侧分别向焊缝上部生长,从焊缝上部到下部,柱状晶尺寸逐渐减小,而且生长方向变为向焊缝中心线对接垂直生长,在快速冷却条件下,β柱状晶内形成α'针状马氏体,马氏体针长度从焊缝上部到下部逐渐减小,焊缝热影响区组织则为(α+β+α')。TC4钛合金电子束焊缝无损检测结果表明,在本试验中,X射线不能很好的检测出厚板电子束焊缝中的微气孔,超声水浸聚焦检测方法检测效果较好;四种不同类型焊缝中微气孔数量不同,气孔率最小的是楔形焊缝,气孔率为1.89%,而气孔率最大的是钉形焊缝,其气孔率达到了20.15%。金相结果验证表明,电子束焊缝中的微气孔分为两类:一种是内壁光滑、呈圆形或椭圆形的氢气孔,另一种是内壁粗糙、形状不规则的工艺气孔;氢气孔形成的原因是材料表面的水分、油脂和氧化物等在焊接过程中分解产生的氢,以及氢在钛合金中的溶解度变化导致气泡的产生,未能来得及逸出滞留在焊缝中形成的;而工艺气孔主要是由于匙孔不稳定造成,匙孔底部受到金属蒸气的冲击导致坍塌,卷入金属蒸气滞留在焊缝中形成的;气孔主要存在于焊缝的上部,其对焊缝力学性能产生不利影响,削弱焊缝抗拉强度。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG456.3;TG441.7

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;高压电子束焊技术填补空白[J];青海石油;2008年02期

2 高坤;;提高斯太尔桥壳轴头电子束焊合格率的有效方法[J];汽车实用技术;2010年03期

3 朱思敬;汽车用交流发电机定子生产中的电子束焊[J];汽车电器;1975年01期

4 宁斐章;于凤池;;薄板电子束焊缝中的脉冲小孔[J];焊接;1980年02期

5 Manfred Triebel;;用电子束焊修复磨损零部件[J];国外机车车辆工艺;1981年05期

6 刘丽莉;;中小型航空发动机零件的电子束焊[J];焊接;1993年09期

7 范平章;铝合金电子束焊工艺和法兰局部真空电子束焊设备[J];导弹与航天运载技术;1996年03期

8 段建萍,张志勇,张有文;电子束焊技术在齿轮分体加工上的应用[J];山西机械;1999年S1期

9 周琦,刘方军;电子束深穿透焊接过程匙孔动力学研究进展[J];焊接学报;2001年03期

10 王艳芳;赵征;杨兵兵;;铝合金厚板电子束焊工艺优化研究[J];热加工工艺;2013年17期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 ;中小型航空发动机零件的电子束焊技术[A];中国电工技术学会电子束离子束专业委员会第五届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第三届电子束焊接学术年会论文集[C];1993年

2 敖斌;刘玉婵;任元君;;中鼓筒电子束焊工艺研究[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年

3 林达;胡宗耀;孙锡茂;杨光丽;;高可靠电子束焊枪的研制[A];中国电工技术学会电子束离子束专业委员会第五届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第三届电子束焊接学术年会论文集[C];1993年

4 周广德;;电子束焊与激光焊的特点与应用[A];中国电工技术学会电子束离子束专业委员会第四届电子束离子束学术年会暨中国电子学会焊接专业委员会第二届电子束焊接学术年会论文集[C];1991年

5 高祥熙;梁菁;史亦韦;杨平华;李治国;;钛合金电子束焊缝的超声多区聚焦检测[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

6 梁养民;康文军;张占英;曹晓峰;徐岩;于荣辉;司鸿琴;徐萍;;低压风扇机匣空间电子束焊缝技术研究[A];第十次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2001年

7 毛智勇;李晋炜;付鹏飞;;TA15钛合金电子束焊缝性能研究[A];2004全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2004年

8 李晋炜;吴冰;唐振云;;厚板钛合金电子束焊缝的成分均匀性控制[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年

9 戴楚东;杜学红;张湘杰;;防止汽车齿轮电子束焊件脱焊问题的探讨[A];第十次全国焊接会议论文集（第2册）[C];2001年

10 汤敬禹;;缸体总成电子束焊缝超声波探伤[A];2006年西南地区第九届NDT学术年会暨2006年全国射线检测新技术研讨会论文集[C];2006年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 张小巍;东安集团电子束焊工艺填补国内空白[N];中国航空报;2007年

2 李海利;泛华厂青年创新创效见实效[N];中国航空报;2005年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 邹建新;强流脉冲电子束材料表面改性基础研究：在金属及金属间化合物上的应用[D];大连理工大学;2007年

2 陈云霞;扫描电子束三维成型的研究[D];上海交通大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 温锦志;TC4钛合金厚板电子束焊缝成形与微气孔无损检测[D];南昌航空大学;2016年

2 李娟;TC4钛合金厚板电子束接头显微组织和力学性能的研究[D];南昌航空大学;2016年

3 张立君;大型承力结构件电子束焊缝超声C扫描检测技术研究[D];南京理工大学;2009年

4 吴乘波;环形电子束焊缝超声自动检测系统研制[D];浙江大学;2005年

5 胡婷萍;大厚度电子束焊缝的超声检测及缺陷散射信号的研究[D];南昌航空大学;2010年

6 王德;空间电子束焊枪电子光学系统的设计[D];兰州理工大学;2004年

7 叶伟;强流脉冲电子束处理对热模压脱模性能的影响[D];重庆理工大学;2013年

8 宋振飞;强流脉冲电子束材料改性三维数值模拟[D];大连理工大学;2008年

9 赵明书;TA15钛合金电子束焊缝成分调控与接头力学性能研究[D];北京工业大学;2009年

10 张可荣;两种航空材料焊后电子束局部热处理应力场数值模拟[D];内蒙古工业大学;2005年

，

本文编号：1173278