钛合金扩散连接质量超声检测技术研究

发布时间：2017-12-18 15:15

本文关键词：钛合金扩散连接质量超声检测技术研究

【摘要】：扩散连接作为一种典型的固相焊接技术,不仅可以成形出形状复杂的结构零件而且可以实现异种材料间的牢固连接,目前已成为航空航天领域中不可或缺的制造技术。然而,扩散连接工艺缺陷的存在严重影响了其结构件的在役服务性能,而且由于其缺陷往往位于结构内部并呈微观、弥散分布,目前对其质量的检测并没有系统完善的检测方法。因此针对扩散连接工艺缺陷的特点,开展无损检测技术研究,对保证扩散连接结构件的性能和使用安全性具有十分重要的意义。本文针对TC4钛合金扩散连接的质量检测展开实验研究。首先,对比分析了多种无损检测技术,并根据扩散连接工艺及其缺陷的特点,选择研究了超声检测及其常用的检测方法与工作原理。然后,通过控制扩散连接的温度、加载压力、连接时间等工艺参数,制备了带有不同缺陷的TC4钛合金扩散连接模拟试样,并通过金相实验初步描述了五种不同类型的界面及缺陷的显微结构特征,为对其进行超声检测研究和分析提供了必要条件。最后,采用超声C扫描成像技术对扩散连接试样进行超声扫描检测,获得试样C扫描图像以及A扫描波形数据,从而得出了缺陷存在的位置和类型信息,并结合试样界面微观结构,对超声检测结果进行了对比分析,阐述了未连接缺陷、弱结合缺陷、微孔缺陷和紧贴型缺陷四类缺陷在超声检测中的特点。另外,通过对超声波形中始波和底波关系的研究,得出了扩散连接质量对其幅值的影响,并提出了对不同类型缺陷检测与判断的规则。根据扩散连接不同类型缺陷的超声检测研究结果,对航空发动机空心叶片进行了界面质量的超声检测实验,同时通过对TC4钛合金扩散连接试样的剪切强度测试及断口形貌观察,验证了针对扩散连接质量超声检测方法的有效性,从而提出了判断不同类型缺陷的方法要点,即采用超声底波幅值与超声始波幅值的比值作为缺陷判别依据,扩散连接缺陷尺寸随其比值的增大而减小,其中连接良好界面其底、始波比达到0.8,未连接缺陷只有0.4。本文通过对TC4钛合金扩散连接质量超声检测技术的研究,系统地分析了使用超声检测技术对扩散连接缺陷的识别和判断方法,其相关结论可为扩散连接的质量检测提供参考依据,同时通过掌握缺陷的特征信息也有助于对扩散连接工艺的改进。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG115.285

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

1 张凯文;;无损检测技术在压力容器和压力管道中的应用[J];化工管理;2013年12期

2 刘英强;刘坤;唐秀清;;无损检测技术在压力容器中的应用[J];内蒙古石油化工;2013年06期

3 李小娟;王黎;高晓蓉;王泽勇;;超声无损检测成像技术[J];现代电子技术;2010年21期

4 关洪光;;焊缝渗透检测应用分析[J];山东电力技术;2010年02期

5 于卫新;李淼泉;胡一曲;;材料超塑性和超塑成形/扩散连接技术及应用[J];材料导报;2009年11期

6 轩福贞;张波;李淑欣;;电阻法用于扩散焊接头微孔缺陷评价的数值模拟[J];焊接学报;2007年04期

7 韩伟;;无损检测技术现状及其新发展[J];可编程控制器与工厂自动化;2005年01期

8 曹刚,朱思民;焊缝超声波检测回波信号分析[J];无损检测;2004年10期

9 刘松平,郭恩明,谢凯文,侯冠群;钛合金扩散焊中紧贴型缺陷的超声波检测[J];无损检测;2004年02期

10 刚铁,高桥康夫;扩散连接接头质量评价现状[J];无损检测;2003年08期