(Ni、V)过渡层对钛钢复合板MAG+激光焊接接头组织及性能的影响

发布时间：2021-07-21 13:43

　　钛钢复合材料因为兼顾了钛良好的耐腐蚀性以及钢的良好的焊接性,广泛的被使用于化工、航天、船舶等行业,但是由于钛钢两种材料的物理和化学性能差异太大,导致焊接时容易产生脆性的金属间化合物,使得在实际使用的过程中受限很大,想要在工程上大量的投入使用,就必须解决焊接上的难题。本论文目的是针对爆炸焊的钛钢复合板,尤其是在石油管道用钛钢复合板的焊接问题上,由于铁钛物理化学性能的差异,直接焊接会导致接头脆断,因此提出了采用带过渡层的激光+MAG单面焊接工艺,其中过渡层采用与铁和钛均有良好的溶解度的镍和钒粉末,采用激光熔覆的手段,在焊接接头中添加镍和钒,经过试验以及结果的对比分析,确定合适的工艺参数,得到宏观上合格的焊接接头。然后通过一系列实验对比得到的焊接接头的微观硬度、拉伸性能、冲击性能、剪切性能以及弯曲性能,并分析断口的微观形貌,通过金相试验、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）等试验方法,观察分析焊接接头的微观形貌、物相组成以及相成分、晶粒尺寸、残余应变等微观特征。以镍、钒为过渡层的焊接接头综合性能强于无过渡层的焊接接头,无过渡层的焊接接头拉伸强度仅为249... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 钛钢复合板焊接存在的问题
        1.2.1 物理性能差异
        1.2.2 化学性能差异
    1.3 钛钢复合板焊接的国内外研究现状
        1.3.1 熔化焊
        1.3.2 钎焊
        1.3.3 压力焊
    1.4 本文的主要研究内容与技术路线
        1.4.1 本文的主要研究内容
        1.4.2 技术路线
第2章 试验设备、材料及方法
    2.1 试验材料及准备
    2.2 焊接设备及方法
    2.3 试样制备与分析
        2.3.1 金相组织观察
        2.3.2 拉伸性能测试
        2.3.3 硬度测试
        2.3.4 弯曲试验
        2.3.5 微型剪切性能测试
        2.3.6 常温冲击性能
        2.3.7 扫描电子显微镜
第3章 钛-钢复合板的焊接工艺研究
    3.1 TA2与Q235同种材料焊接方法
        3.1.1 工业纯钛TA2同种材料激光焊接
        3.1.2 Q235同种材料MAG焊焊接
    3.2 不加中间层的TA2-Q235复合板焊接
        3.2.1 试样宏观形貌分析及断口分析
        3.2.2 硬度测试
        3.2.3 界面物相分析
    3.3 镍、钒作为中间层的TA2-Q235复合板焊接
    3.4 本章小结
第4章 钛-钢复合板接头微观组织与力学性能
    4.1 钛-钢复合板母材及接头微观组织
        4.1.1 Q235与TA2母材微观组织
        4.1.2 Q235与TA2焊缝微观组织
    4.2 力学性能分析
        4.2.1 硬度测试与分析
        4.2.2 拉伸强度及拉伸断口分析
        4.2.3 冲击性能及冲击断口分析
        4.2.4 微型剪切性能分析
        4.2.5 弯曲性能分析
        4.2.6 界面物相组成分析
    4.3 本章小结
第5章 钛钢复合板接头微观特征
    5.1 相分布图
    5.2 晶粒尺寸
    5.3 晶界取向差特征
    5.4 残余应变
    5.5 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]钒中间层钛/钢复合板结合界面结构与力学性能[J]. 陈泽军,周廷,李博新,何维均,王莹.  塑性工程学报. 2019(01)
[2]TA2/Q235复合板用Ni基过渡层熔焊接头组织和性能[J]. 张亚运,魏金山,齐彦昌,马成勇,徐玉松.  焊接学报. 2019(01)
[3]论钛合金的特性及应用[J]. 常泽雨.  科技经济导刊. 2019(01)
[4]超窄间隙激光焊接TC4钛合金接头组织及性能研究[J]. 崔冰,张华,赵常宇,邵童阁.  材料导报. 2018(S2)
[5]铬、铌、钒金属粉末为过渡层的钛/钢电阻钎焊研究[J]. 张鹏贤,李世龙.  热加工工艺. 2018(21)
[6]以铌+铜为复合中间层扩散焊接钛合金/不锈钢接头的组织与性能[J]. 陈一帆,张占领,邱然锋.  机械工程材料. 2018(10)
[7]TC4钛合金薄板激光填丝焊接头成形与组织研究[J]. 程好,冯爱新,黄宇,张津超,赵莹,杨海华.  热加工工艺. 2018(19)
[8]焊接参数变化对TC4钛合金激光焊接成形的影响[J]. 李明军,陈和兴,陈永城,罗子艺,韩善果.  应用激光. 2018(04)
[9]航空钛合金增材制造的机遇和挑战[J]. 陈玮,李志强.  航空制造技术. 2018(10)
[10]基于铜中间层的钛合金与不锈钢的真空扩散焊研究[J]. 刘彦峰,邱云云,张美丽,刘佳,王献辉.  兵器材料科学与工程. 2017(05)

硕士论文
[1]钛-钢复合板CMT+激光焊接工艺研究[D]. 刘亚丽.西南交通大学 2018
[2]AISI316L不锈钢与TC4钛合金异种金属焊接组织及性能研究[D]. 宋庭丰.西南交通大学 2018
[3]不同中间层对钛—钢激光焊接焊缝组织与性能的影响[D]. 吕攀.南京理工大学 2017
[4]航天钛合金整体结构件高效加工工艺研究与工程应用[D]. 蹇悦.东华大学 2016
[5]影响TC4钛合金TIG焊接头力学性能的因素研究[D]. 高晓刚.内蒙古工业大学 2013
[6]TC4钛合金激光焊接接头组织性能研究[D]. 徐洁洁.北京工业大学 2009
[7]TC4钛合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢超塑性扩散连接工艺研究[D]. 刘永军.西北工业大学 2007



本文编号：3295133