钛—铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊组织与性能调控
发布时间：2021-01-03 23:37
针对异种金属对接熔钎焊中焊缝成形（尤其是焊缝背面成形）及其与界面性能不兼容的问题,本文首次提出/建立了 MIG/TIG双面双弧熔钎焊方法,并将其应用于钛-铝异种金属对接熔钎焊接。研究了对接熔钎焊接头的组织结构,重点分析了不同工艺参数下钎焊界面层组织结构与界面性能的关系;通过定义"成形效应系数"参量,对钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊焊缝成形进行了定量表征,并对接头力学性能进行了评价;通过焊缝成形与界面特性的兼容调控,获得了钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊最佳工艺参数。主要研究成果如下:建立了 MIG/TIG双面双弧熔钎焊接系统,实现了钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊的优质连接。采用正交试验方法分析了工艺参数对接头质量的影响,确定了影响接头质量的主控因素,依次为TIG电流、MIG/TIG纵向位置和焊接速度等。钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊接头中,钛合金侧钎焊界面微观组织（相组成与形态）取决于焊接热输入与焊接热源（MIG/TIG）重叠度:当焊接热输入较小或焊接热源重叠度较低时,钎焊界面高温停留时间较短,TiAl3优先于TiAl在钎焊...
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－２在加热巧Ｏ’Ｃ保温６０ｍｉｎ下的６０６１／Ｔｉ６Ａ１４Ｖ轩焊接头微观组纳９１??
接头强度取决于扩散区中冶金结合的程度及界面结构，在ＴｉＡｌ３新相连接成??片层之后，接头强度达到甚至超过Ｌ４型锅母材的强度，同时对不同保温时??间下的断口形貌进行了分析（见图２－３），结果发现接头剪切断裂发生在界面??扩散区的铅侧或铅母材内部。同时进行了?ＬＦ６／ＴＡ２扩散焊接试验，结果表明，??可得到最高抗剪强度达８３?ＭＰａ的ＬＦ６／ＴＡ２接头；５２５°Ｃ?Ｗ上扩散焊接时会发??生扩散反应，生成唯一的Ｓ元金属间化合物新相ＡｌｉｓＴｂＭ巧；接头强度受固??溶冶金结合区及扩散反应新相区的影响，随前者增大而增大，随后者增大而??减小；Ａ１、Ｔｉ元素可Ｗ互扩散，但未发现有Ｍｇ元素向ＴＡ２母材中扩散的迹??象；Ａ１、Ｔｉ、Ｍｇ?Ｈ元扩散反应产物按照近似线性的生长方式长大。??■ｍ??！〇〇邮??ａ）焊前处理后的?Ｔｉ?待焊面；ｂ）?ｌＯｍｉｎ；?ｃ）?６０ｍｉｎ；?ｄ）６００ｍｉｎ??图２－３?６２５Ｘ：保温不同时间的Ｔｉ侧断口照片ＩＷ??－６－??
散焊过程中反应层的生长行为，结果表明，反应层由Ｔｉ７ＡｌｓＳｉｌ２和Ｔｉ９（Ａｌ，Ｓｉ）２３??两种金属间化合物组成，且随温度的升高两种金属间化合物厚度变化趋势相??反：町ＡｌｓＳｉｉ２的厚度减小，而Ｔｉ９（Ａｌ，Ｓｉ）２３的厚度增加，如图２－４所示。??韩国学者Ｗ．?Ｈ．?Ｓｏｈｎ等人［１７］采用瞬时液相扩散方法进行了巧－Ｔｉ与??１０５０Ａ１的连接，其中间层为１００｜ｘｍ的ＡｌＳｉｉｏＭｇ合金链片。试验结果表明，??饮母材与填充材料之间界面结合是通过形成金属间化合物反应层而实现的，??金属间化合物层可分为连续层的Ｔｉ７ＡｌｓＳｉ｜２金属间化合物层和非连续的??ＴｉｓＡｌｉ２Ｓｉ３金属间化合物层。在６２０’Ｃ随扩散时间的增加，非连续层长大不明??显，而连续层明显长大。??李亚江等［１８，１９］对ＴＡ２铁合金表面进行渗铅并Ｗ铅總作为中间层，实现了??ＴＡ２和工业纯１０３５真空扩散焊连接。结果表明，锭－铅扩散焊接头的扩散过??渡区由铁到铅，Ｔｉ的含量逐步降低，形成的产物也不同：当％％?Ａ１时，生??成了?Ｙ－ＴｉＡｌ；当６０％－６４％Ａｌ时
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/钛异种金属冷金属过渡熔钎焊接头分析[J]. 孙军浩,曹睿,陈剑虹. 焊接学报. 2015(03)
[2]铝/钛异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊特性[J]. 苗玉刚,王腾,周玥,韩端锋. 焊接学报. 2015(01)
[3]RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征[J]. 魏守征,李亚江,王娟,张鹏飞. 焊接学报. 2014(04)
[4]钛与铝钨极氩弧熔钎焊接头界面组织分析[J]. 马志鹏,闫久春,李淑华,赵晓京. 热加工工艺. 2013(21)
[5]Al6061/TA2异种金属冷金属过渡焊接性分析[J]. 孙军浩,曹睿,黄倩,陈剑虹. 焊接学报. 2013(09)
[6]Ti/Al异种合金电弧熔钎焊接头界面断裂行为分析[J]. 吕世雄,崔庆龙,黄永宪,敬小军. 焊接学报. 2013(06)
[7]Ti/AlTIG微熔钎焊界面行为及接头断裂行为[J]. 吕世雄,杨涛,黄永宪,石经纬,敬小军,曲杰. 稀有金属材料与工程. 2013(03)
[8]铝/钛异种金属的电子束熔钎焊[J]. 王亚荣,滕文华,余洋,樊亚丽. 机械工程学报. 2012(20)
[9]Ti/Al异种合金电弧熔钎焊接头温度场与界面微观组织[J]. 吕世雄,敬小军,黄永宪,王远荣,李蜀非,徐永强. 焊接学报. 2012(07)
[10]钛/铝异种合金电弧熔钎焊接头界面特征及力学性能[J]. 吕世雄,敬小军,黄永宪,程晋笠,郑传奇. 焊接学报. 2012(06)
博士论文
[1]铝合金/不锈钢热丝TIG熔-钎焊接头组织与性能研究[D]. 何欢.哈尔滨工业大学 2014
[2]Ti/Al异种合金激光熔钎焊工艺与连接机理[D]. 陈树海.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]预镀层钛合金与铝合金电弧熔钎焊工艺及界面特征研究[D]. 崔庆龙.哈尔滨工业大学 2013
[2]高强耐蚀铝合金双面TIG技术研究[D]. 林祥礼.南京理工大学 2013
[3]前端镀膜弹丸撞击法评价界面结合性能的研究[D]. 汪小妹.南京理工大学 2013
[4]Ti/Al异种合金TIG电弧熔钎焊工艺及界面特征研究[D]. 敬小军.哈尔滨工业大学 2012
[5]铝/钛异种合金激光深熔钎焊新工艺[D]. 陈凯华.北京工业大学 2011
本文编号：2955704
【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－２在加热巧Ｏ’Ｃ保温６０ｍｉｎ下的６０６１／Ｔｉ６Ａ１４Ｖ轩焊接头微观组纳９１??
接头强度取决于扩散区中冶金结合的程度及界面结构，在ＴｉＡｌ３新相连接成??片层之后，接头强度达到甚至超过Ｌ４型锅母材的强度，同时对不同保温时??间下的断口形貌进行了分析（见图２－３），结果发现接头剪切断裂发生在界面??扩散区的铅侧或铅母材内部。同时进行了?ＬＦ６／ＴＡ２扩散焊接试验，结果表明，??可得到最高抗剪强度达８３?ＭＰａ的ＬＦ６／ＴＡ２接头；５２５°Ｃ?Ｗ上扩散焊接时会发??生扩散反应，生成唯一的Ｓ元金属间化合物新相ＡｌｉｓＴｂＭ巧；接头强度受固??溶冶金结合区及扩散反应新相区的影响，随前者增大而增大，随后者增大而??减小；Ａ１、Ｔｉ元素可Ｗ互扩散，但未发现有Ｍｇ元素向ＴＡ２母材中扩散的迹??象；Ａ１、Ｔｉ、Ｍｇ?Ｈ元扩散反应产物按照近似线性的生长方式长大。??■ｍ??！〇〇邮??ａ）焊前处理后的?Ｔｉ?待焊面；ｂ）?ｌＯｍｉｎ；?ｃ）?６０ｍｉｎ；?ｄ）６００ｍｉｎ??图２－３?６２５Ｘ：保温不同时间的Ｔｉ侧断口照片ＩＷ??－６－??
散焊过程中反应层的生长行为，结果表明，反应层由Ｔｉ７ＡｌｓＳｉｌ２和Ｔｉ９（Ａｌ，Ｓｉ）２３??两种金属间化合物组成，且随温度的升高两种金属间化合物厚度变化趋势相??反：町ＡｌｓＳｉｉ２的厚度减小，而Ｔｉ９（Ａｌ，Ｓｉ）２３的厚度增加，如图２－４所示。??韩国学者Ｗ．?Ｈ．?Ｓｏｈｎ等人［１７］采用瞬时液相扩散方法进行了巧－Ｔｉ与??１０５０Ａ１的连接，其中间层为１００｜ｘｍ的ＡｌＳｉｉｏＭｇ合金链片。试验结果表明，??饮母材与填充材料之间界面结合是通过形成金属间化合物反应层而实现的，??金属间化合物层可分为连续层的Ｔｉ７ＡｌｓＳｉ｜２金属间化合物层和非连续的??ＴｉｓＡｌｉ２Ｓｉ３金属间化合物层。在６２０’Ｃ随扩散时间的增加，非连续层长大不明??显，而连续层明显长大。??李亚江等［１８，１９］对ＴＡ２铁合金表面进行渗铅并Ｗ铅總作为中间层，实现了??ＴＡ２和工业纯１０３５真空扩散焊连接。结果表明，锭－铅扩散焊接头的扩散过??渡区由铁到铅，Ｔｉ的含量逐步降低，形成的产物也不同：当％％?Ａ１时，生??成了?Ｙ－ＴｉＡｌ；当６０％－６４％Ａｌ时
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝/钛异种金属冷金属过渡熔钎焊接头分析[J]. 孙军浩,曹睿,陈剑虹. 焊接学报. 2015(03)
[2]铝/钛异种金属旁路分流MIG电弧熔钎焊特性[J]. 苗玉刚,王腾,周玥,韩端锋. 焊接学报. 2015(01)
[3]RuTi/1060Al脉冲熔化极氩弧熔-钎焊接头组织特征[J]. 魏守征,李亚江,王娟,张鹏飞. 焊接学报. 2014(04)
[4]钛与铝钨极氩弧熔钎焊接头界面组织分析[J]. 马志鹏,闫久春,李淑华,赵晓京. 热加工工艺. 2013(21)
[5]Al6061/TA2异种金属冷金属过渡焊接性分析[J]. 孙军浩,曹睿,黄倩,陈剑虹. 焊接学报. 2013(09)
[6]Ti/Al异种合金电弧熔钎焊接头界面断裂行为分析[J]. 吕世雄,崔庆龙,黄永宪,敬小军. 焊接学报. 2013(06)
[7]Ti/AlTIG微熔钎焊界面行为及接头断裂行为[J]. 吕世雄,杨涛,黄永宪,石经纬,敬小军,曲杰. 稀有金属材料与工程. 2013(03)
[8]铝/钛异种金属的电子束熔钎焊[J]. 王亚荣,滕文华,余洋,樊亚丽. 机械工程学报. 2012(20)
[9]Ti/Al异种合金电弧熔钎焊接头温度场与界面微观组织[J]. 吕世雄,敬小军,黄永宪,王远荣,李蜀非,徐永强. 焊接学报. 2012(07)
[10]钛/铝异种合金电弧熔钎焊接头界面特征及力学性能[J]. 吕世雄,敬小军,黄永宪,程晋笠,郑传奇. 焊接学报. 2012(06)
博士论文
[1]铝合金/不锈钢热丝TIG熔-钎焊接头组织与性能研究[D]. 何欢.哈尔滨工业大学 2014
[2]Ti/Al异种合金激光熔钎焊工艺与连接机理[D]. 陈树海.哈尔滨工业大学 2009
硕士论文
[1]预镀层钛合金与铝合金电弧熔钎焊工艺及界面特征研究[D]. 崔庆龙.哈尔滨工业大学 2013
[2]高强耐蚀铝合金双面TIG技术研究[D]. 林祥礼.南京理工大学 2013
[3]前端镀膜弹丸撞击法评价界面结合性能的研究[D]. 汪小妹.南京理工大学 2013
[4]Ti/Al异种合金TIG电弧熔钎焊工艺及界面特征研究[D]. 敬小军.哈尔滨工业大学 2012
[5]铝/钛异种合金激光深熔钎焊新工艺[D]. 陈凯华.北京工业大学 2011
本文编号：2955704
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