TiNi合金/Ni/不锈钢激光微焊接接头界面结构及其与性能的相关性
发布时间：2021-05-16 08:29
TiNi合金和不锈钢异种材料直接焊接时裂纹敏感性很大,以纯Ni丝为填充材料、采用微激光可以实现超薄TiNi合金/不锈钢异种材料的良好焊接,在此基础上改变焊接工艺参数,不同参数下焊缝和两侧母材间的界面结构不同,而且接头性能也有较大差异。本文通过光学显微镜、SEM、XRD等分析方法,研究了不同工艺参数下接头两侧界面形貌演变规律、界面区内组织和接头性能的变化规律,探索了工艺参数和界面结构以及接头抗拉强度三者之间的相关性。此外,还通过焊前预热和焊后回火热处理,研究了改变工艺措施对接头组织性能的影响。得到如下主要结果:单一改变激光功率时,不同功率时接头两侧的界面形貌归类为两类特征界面形貌:当功率小于14.4W时,接头未熔透。（1）当功率为14.4W17.6W时,焊缝成形良好,在TiNi合金母材与焊缝的界面中部存在较长的犄角将界面分为上下两段弧,上段界面线曲率半径大,弧线较平缓,下段界面圆弧较陡,犄角处的界面线近似平行于上下表面;不锈钢侧界面线分别为上中下三部分圆弧组成。此类的接头抗拉强度均在340MPa以下;（2）功率为17.6W20W时,TiNi合金...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的依据、目的及意义
1.2 TiNi形状记忆合金的形状记忆机理和应用现状
1.2.1 TiNi形状记忆合金的性能及应用
1.3 国内外研究现状
1.3.1 TiNi合金同种材料焊接现状
1.3.2 TiNi合金与不锈钢异种材料连接现状
1.4 本课题研究的主要内容
第2章 试验条件与方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备与工艺
2.2.1 激光焊接设备
2.2.2 焊接工装夹具
2.2.3 试验方法
2.3 微观组织结构与性能测试
2.3.1 接头界面形貌、显微组织及物相分析
2.3.2 接头性能测试
第3章 脉冲激光作用下焊缝两侧界面形貌的演变规律
3.1 工艺参数对焊缝表面形貌的影响
3.2 激光功率和脉冲宽度对接头横截面宏观形貌的影响
3.2.1 激光功率对焊缝横截面形貌的影响
3.2.2 脉冲宽度对焊缝横截面形貌的影响规律
3.3 激光功率对接头两侧界面形貌的影响规律
3.3.1 激光功率对TiNi合金侧界面形貌的影响规律
3.3.2 激光功率对不锈钢侧界面形貌的影响规律
3.3.3 不同激光功率时焊缝两侧特征界面形貌的分类
3.4 脉冲宽度对焊缝两侧界面形貌的影响规律
3.4.1 脉冲宽度对TiNi合金侧界面形貌的影响规律
3.4.2 脉冲宽度作用下接头两侧界面形貌的分类
3.5 脉冲激光作用下焊缝两侧界面形貌演变过程
3.6 本章小结
第4章 焊缝两侧界面区微观组织与接头性能
4.1 工艺参数对TiNi合金侧界面区微观组织的影响
4.1.1 激光功率对TiNi合金侧界面区内微观组织的影响
4.1.2 脉冲宽度对TiNi合金侧界面区内微观组织的影响
4.1.3 焊接接头中元素分布
4.1.4 接头中组成相分析
4.2 工艺参数对接头力学性能的影响
4.2.1 激光功率对接头强度的影响
4.2.2 接头拉伸的断裂形貌
4.2.3 脉冲宽度对接头强度的影响
4.3 工艺参数对接头硬度的影响
4.3.1 不同激光功率时接头的硬度分布曲线
4.3.2 不同脉冲宽度时接头的硬度分布曲线
4.4 激光功率和脉冲宽度相匹配对焊缝成形的影响
4.5 本章小结
第5章 预热和焊后回火热处理对焊缝组织性能的影响
5.1 不同预热温度下接头横截面宏观形貌
5.2 TiNi合金侧界面区显微组织
5.3 不同预热温度对接头力学性能的影响
5.4 不同回火热处理温度对接头组织与性能的影响
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
硕士期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄片状TiNi合金/不锈钢激光微焊接接头组织特征[J]. 陈玉华,龚伟怀,倪泉,柯黎明. 稀有金属材料与工程. 2011(11)
[2]TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料激光焊研究[J]. 李洪梅,孙大千,董鹏,王文权,殷世强. 材料工程. 2011(10)
[3]TiNi合金/不锈钢激光焊接头裂纹的形成和控制[J]. 陈玉华,龚伟怀,倪泉,柯黎明. 中国激光. 2010(12)
[4]TiNi形状记忆合金与不锈钢TLP-DB接头界面组织及力学性能[J]. 汪应玲,李红,栗桌新,冯吉才. 焊接学报. 2009(04)
[5]预置填充稀土激光焊接对TiNi形状记忆合金微观组织及成分的影响[J]. 王蔚,陈俐,赵兴科,黄继华,陈庚. 稀有金属材料与工程. 2008(11)
[6]预置填充稀土激光焊接对TiNi形状记忆合金功能性的影响[J]. 王蔚,陈俐,赵兴科,黄继华,李宏光,董兴文. 稀有金属材料与工程. 2008(10)
[7]TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊工艺研究[J]. 汪应玲,李红,栗卓新,冯吉才. 材料工程. 2008(09)
[8]TiNi合金形状记忆和超弹性特性的应用[J]. 吴全兴. 稀有金属快报. 2007(10)
[9]TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展[J]. 李明高,孙大谦,邱小明,孙德新,殷世强. 材料导报. 2006(02)
[10]Microstructures and properties of capacitor discharge welded joint of TiNi shape memory alloy and stainless steel[J]. 李明高,孙大谦,邱小明,孙德新,殷世强. China Welding. 2005(02)
博士论文
[1]TiNi形状记忆合金与不锈钢异种材料激光焊研究[D]. 李洪梅.吉林大学 2011
[2]薄板激光深熔焊接熔透模式的机理研究[D]. 方俊飞.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3189350
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的依据、目的及意义
1.2 TiNi形状记忆合金的形状记忆机理和应用现状
1.2.1 TiNi形状记忆合金的性能及应用
1.3 国内外研究现状
1.3.1 TiNi合金同种材料焊接现状
1.3.2 TiNi合金与不锈钢异种材料连接现状
1.4 本课题研究的主要内容
第2章 试验条件与方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备与工艺
2.2.1 激光焊接设备
2.2.2 焊接工装夹具
2.2.3 试验方法
2.3 微观组织结构与性能测试
2.3.1 接头界面形貌、显微组织及物相分析
2.3.2 接头性能测试
第3章 脉冲激光作用下焊缝两侧界面形貌的演变规律
3.1 工艺参数对焊缝表面形貌的影响
3.2 激光功率和脉冲宽度对接头横截面宏观形貌的影响
3.2.1 激光功率对焊缝横截面形貌的影响
3.2.2 脉冲宽度对焊缝横截面形貌的影响规律
3.3 激光功率对接头两侧界面形貌的影响规律
3.3.1 激光功率对TiNi合金侧界面形貌的影响规律
3.3.2 激光功率对不锈钢侧界面形貌的影响规律
3.3.3 不同激光功率时焊缝两侧特征界面形貌的分类
3.4 脉冲宽度对焊缝两侧界面形貌的影响规律
3.4.1 脉冲宽度对TiNi合金侧界面形貌的影响规律
3.4.2 脉冲宽度作用下接头两侧界面形貌的分类
3.5 脉冲激光作用下焊缝两侧界面形貌演变过程
3.6 本章小结
第4章 焊缝两侧界面区微观组织与接头性能
4.1 工艺参数对TiNi合金侧界面区微观组织的影响
4.1.1 激光功率对TiNi合金侧界面区内微观组织的影响
4.1.2 脉冲宽度对TiNi合金侧界面区内微观组织的影响
4.1.3 焊接接头中元素分布
4.1.4 接头中组成相分析
4.2 工艺参数对接头力学性能的影响
4.2.1 激光功率对接头强度的影响
4.2.2 接头拉伸的断裂形貌
4.2.3 脉冲宽度对接头强度的影响
4.3 工艺参数对接头硬度的影响
4.3.1 不同激光功率时接头的硬度分布曲线
4.3.2 不同脉冲宽度时接头的硬度分布曲线
4.4 激光功率和脉冲宽度相匹配对焊缝成形的影响
4.5 本章小结
第5章 预热和焊后回火热处理对焊缝组织性能的影响
5.1 不同预热温度下接头横截面宏观形貌
5.2 TiNi合金侧界面区显微组织
5.3 不同预热温度对接头力学性能的影响
5.4 不同回火热处理温度对接头组织与性能的影响
5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
硕士期间发表的学术论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄片状TiNi合金/不锈钢激光微焊接接头组织特征[J]. 陈玉华,龚伟怀,倪泉,柯黎明. 稀有金属材料与工程. 2011(11)
[2]TiNi形状记忆合金/不锈钢异种材料激光焊研究[J]. 李洪梅,孙大千,董鹏,王文权,殷世强. 材料工程. 2011(10)
[3]TiNi合金/不锈钢激光焊接头裂纹的形成和控制[J]. 陈玉华,龚伟怀,倪泉,柯黎明. 中国激光. 2010(12)
[4]TiNi形状记忆合金与不锈钢TLP-DB接头界面组织及力学性能[J]. 汪应玲,李红,栗桌新,冯吉才. 焊接学报. 2009(04)
[5]预置填充稀土激光焊接对TiNi形状记忆合金微观组织及成分的影响[J]. 王蔚,陈俐,赵兴科,黄继华,陈庚. 稀有金属材料与工程. 2008(11)
[6]预置填充稀土激光焊接对TiNi形状记忆合金功能性的影响[J]. 王蔚,陈俐,赵兴科,黄继华,李宏光,董兴文. 稀有金属材料与工程. 2008(10)
[7]TiNi形状记忆合金与不锈钢瞬间液相扩散焊工艺研究[J]. 汪应玲,李红,栗卓新,冯吉才. 材料工程. 2008(09)
[8]TiNi合金形状记忆和超弹性特性的应用[J]. 吴全兴. 稀有金属快报. 2007(10)
[9]TiNi形状记忆合金连接技术的研究进展[J]. 李明高,孙大谦,邱小明,孙德新,殷世强. 材料导报. 2006(02)
[10]Microstructures and properties of capacitor discharge welded joint of TiNi shape memory alloy and stainless steel[J]. 李明高,孙大谦,邱小明,孙德新,殷世强. China Welding. 2005(02)
博士论文
[1]TiNi形状记忆合金与不锈钢异种材料激光焊研究[D]. 李洪梅.吉林大学 2011
[2]薄板激光深熔焊接熔透模式的机理研究[D]. 方俊飞.哈尔滨工业大学 2007
本文编号：3189350
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