2195铝锂合金激光-MIG复合焊组织性能研究
发布时间：2022-08-13 15:26
航空领域中轻量化的目标可以通过材料本身的轻量化和结构的整体化来实现。铝锂合金以其轻质高性能的优势,在航空航天领域有着非常广阔的应用前景。但铝锂合金焊接困难是制约其进一步应用的重要因素。本文针对这一难题,对3mm厚的2195铝锂合金施加激光-MIG复合焊,采用体视显微镜观察焊缝宏观形貌;利用金相显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）及能谱仪（EDS）分析了焊接接头显微组织和析出相成分,利用X射线衍射仪（XRD）分析了焊缝和母材的物相组成;利用显微硬度仪和液压伺服万能试验机测试了焊接接头力学性能;利用电化学综合测试系统分析了焊接接头电化学腐蚀性能;采用晶间腐蚀试验研究了焊接接头晶间腐蚀性能。取得以下研究成果:焊接工艺参数影响焊缝成形,激光功率由700W增加到1000W,焊接稳定性提高,飞溅缺陷消失,焊缝上部宽度增加,下部宽度变化不大,熔化面积由26.18 mm2增加到33.58mm2;激光功率增加到1300W焊缝背部出现焊瘤缺陷,上部熔宽少量降低,下部熔宽增加明显,熔化面积下降到30.74mm2;焊接速度由11.5mm/s依次增加到14mm/s和16.5mm/s时,焊缝上部宽度和熔化面积...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 铝锂合金及其研究现状
1.2.1 铝锂合金
1.2.2 铝锂合金国内外发展现状
1.3 激光-电弧复合焊接研究现状
1.3.1 激光-电弧复合焊接作用机理及特点
1.3.2 激光复合焊接技术的分类
1.4 铝锂合金焊接研究现状
1.4.1 铝锂合金电弧焊接
1.4.2 铝锂合金高能束焊接
1.4.3 铝锂合金激光-电弧复合焊接
1.5 本文研究内容
第2章 试验材料、方法及设备
2.1 试验材料
2.1.1 2195铝锂合金
2.1.2 焊接材料
2.2 试验设备与方法
2.2.1 激光电弧复合焊接系统
2.2.2 焊前处理
2.2.3 激光电弧复合焊接过程
2.3 测试方法
2.3.1 宏观形貌和金相组织观察
2.3.2 扫描电镜观察和元素分析
2.3.3 物相分析
2.3.4 焊接接头力学性能测试
2.3.5 电化学腐蚀测试
2.3.6 晶间腐蚀测试
第3章 2195铝锂合金激光-MIG复合焊成形研究
3.1 引言
3.2 激光功率对焊缝成形的影响
3.3 焊接速度对焊缝成形的影响
3.4 本章小结
第4章 焊接工艺参数对焊接接头微观组织的影响
4.1 引言
4.2 焊接接头的显微组织特征
4.3 焊缝物相分析
4.4 不同焊接参数对焊缝显微组织的影响
4.5 不同焊接参数对等轴细晶区形成的影响
4.6 本章小结
第5章 焊接工艺参数对焊接接头力学性能的影响
5.1 引言
5.2 焊接工艺参数对显微硬度的影响
5.3 不同焊接工艺参数对拉伸强度的影响
5.4 本章小结
第6章 焊接工艺参数对焊缝耐腐蚀性能的影响
6.1 引言
6.2 焊接工艺参数对焊缝电化学腐蚀性能的影响
6.3 焊接接头晶间腐蚀性能分析
6.3.1 焊接接头整体晶间腐蚀性能
6.3.2 焊接工艺参数对焊缝晶间腐蚀性能的影响
6.4 本章小结
第7章 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]TC4钛合金激光-MIG复合焊接研究[J]. 张龙,陈东高,王大锋,马冰,马良超,辛海鹰,张迎迎,戴宇. 兵器材料科学与工程. 2019(02)
[2]6016和5182铝合金激光焊接接头的组织与织构[J]. 黄毅,黄坚,聂璞林. 中国激光. 2019(04)
[3]6A01铝合金激光-MIG复合焊和MIG焊接头性能研究[J]. 董力群,梁景恒,毛镇东,韩晓辉,郑自芹,徐智宝,李宁兴. 兵器材料科学与工程. 2019(02)
[4]激光-电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用[J]. 雷振,徐良,徐富家,杨海锋,王旭友. 焊接. 2018(12)
[5]高速激光电弧复合焊接高强钢焊缝的形貌及成形机理[J]. 顾思远,刘政君,张培磊,于治水,叶欣,顾勇. 中国激光. 2018(12)
[6]端接接头激光-MAG复合焊熔滴过渡与气孔特征分析[J]. 雷正龙,黎炳蔚,周恒,何旺. 中国激光. 2019(03)
[7]铝合金高效熔化焊接的研究进展[J]. 王金达,徐荣正,国旭明. 热加工工艺. 2018(21)
[8]铝合金激光焊接技术与应用前景[J]. 彭欣强,杨臣,苏明,陈绍翰. 汽车工程师. 2018(09)
[9]微观孔洞和逆偏析缺陷的形成机理与耦合预测研究进展[J]. 高志明,介万奇,刘永勤,罗海军. 金属学报. 2018(05)
[10]6061铝合金激光填丝焊接接头的组织与力学性能[J]. 姜亦帅,杨尚磊,王妍,杨智华. 机械工程材料. 2018(03)
硕士论文
[1]激光-深熔TIG复合焊接机理及工艺研究[D]. 蔡源超.北京化工大学 2018
[2]铸件凝固过程收缩缺陷宏微观数值模拟[D]. 陆皓.山东大学 2018
[3]新型铝锂合金的电子束焊及其接头的组织与性能[D]. 黄燕.南京航空航天大学 2017
[4]铝合金高功率双光束激光及与TIG复合焊接特性研究[D]. 杨海锋.机械科学研究总院 2016
[5]活性激光焊接对铝合金焊缝气孔及合金元素烧损的影响[D]. 刘强.江苏科技大学 2016
[6]2219铝合金搅拌摩擦焊接头电偶腐蚀行为研究[D]. 廖潇垚.西南交通大学 2016
[7]稳恒磁场作用下激光熔覆铁基涂层的凝固机理及其微观组织[D]. 李庆玲.昆明理工大学 2016
[8]中厚板铝合金TIG-激光复合焊接工艺研究[D]. 田新兵.大连理工大学 2013
[9]异种金属M42高速钢与X32高强度钢激光焊接行为研究[D]. 杨全毅.湖南大学 2013
[10]激光深熔焊接铝合金焊缝成分及性能研究[D]. 张宏圭.湖南大学 2012
本文编号：3677287
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 铝锂合金及其研究现状
1.2.1 铝锂合金
1.2.2 铝锂合金国内外发展现状
1.3 激光-电弧复合焊接研究现状
1.3.1 激光-电弧复合焊接作用机理及特点
1.3.2 激光复合焊接技术的分类
1.4 铝锂合金焊接研究现状
1.4.1 铝锂合金电弧焊接
1.4.2 铝锂合金高能束焊接
1.4.3 铝锂合金激光-电弧复合焊接
1.5 本文研究内容
第2章 试验材料、方法及设备
2.1 试验材料
2.1.1 2195铝锂合金
2.1.2 焊接材料
2.2 试验设备与方法
2.2.1 激光电弧复合焊接系统
2.2.2 焊前处理
2.2.3 激光电弧复合焊接过程
2.3 测试方法
2.3.1 宏观形貌和金相组织观察
2.3.2 扫描电镜观察和元素分析
2.3.3 物相分析
2.3.4 焊接接头力学性能测试
2.3.5 电化学腐蚀测试
2.3.6 晶间腐蚀测试
第3章 2195铝锂合金激光-MIG复合焊成形研究
3.1 引言
3.2 激光功率对焊缝成形的影响
3.3 焊接速度对焊缝成形的影响
3.4 本章小结
第4章 焊接工艺参数对焊接接头微观组织的影响
4.1 引言
4.2 焊接接头的显微组织特征
4.3 焊缝物相分析
4.4 不同焊接参数对焊缝显微组织的影响
4.5 不同焊接参数对等轴细晶区形成的影响
4.6 本章小结
第5章 焊接工艺参数对焊接接头力学性能的影响
5.1 引言
5.2 焊接工艺参数对显微硬度的影响
5.3 不同焊接工艺参数对拉伸强度的影响
5.4 本章小结
第6章 焊接工艺参数对焊缝耐腐蚀性能的影响
6.1 引言
6.2 焊接工艺参数对焊缝电化学腐蚀性能的影响
6.3 焊接接头晶间腐蚀性能分析
6.3.1 焊接接头整体晶间腐蚀性能
6.3.2 焊接工艺参数对焊缝晶间腐蚀性能的影响
6.4 本章小结
第7章 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]TC4钛合金激光-MIG复合焊接研究[J]. 张龙,陈东高,王大锋,马冰,马良超,辛海鹰,张迎迎,戴宇. 兵器材料科学与工程. 2019(02)
[2]6016和5182铝合金激光焊接接头的组织与织构[J]. 黄毅,黄坚,聂璞林. 中国激光. 2019(04)
[3]6A01铝合金激光-MIG复合焊和MIG焊接头性能研究[J]. 董力群,梁景恒,毛镇东,韩晓辉,郑自芹,徐智宝,李宁兴. 兵器材料科学与工程. 2019(02)
[4]激光-电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用[J]. 雷振,徐良,徐富家,杨海锋,王旭友. 焊接. 2018(12)
[5]高速激光电弧复合焊接高强钢焊缝的形貌及成形机理[J]. 顾思远,刘政君,张培磊,于治水,叶欣,顾勇. 中国激光. 2018(12)
[6]端接接头激光-MAG复合焊熔滴过渡与气孔特征分析[J]. 雷正龙,黎炳蔚,周恒,何旺. 中国激光. 2019(03)
[7]铝合金高效熔化焊接的研究进展[J]. 王金达,徐荣正,国旭明. 热加工工艺. 2018(21)
[8]铝合金激光焊接技术与应用前景[J]. 彭欣强,杨臣,苏明,陈绍翰. 汽车工程师. 2018(09)
[9]微观孔洞和逆偏析缺陷的形成机理与耦合预测研究进展[J]. 高志明,介万奇,刘永勤,罗海军. 金属学报. 2018(05)
[10]6061铝合金激光填丝焊接接头的组织与力学性能[J]. 姜亦帅,杨尚磊,王妍,杨智华. 机械工程材料. 2018(03)
硕士论文
[1]激光-深熔TIG复合焊接机理及工艺研究[D]. 蔡源超.北京化工大学 2018
[2]铸件凝固过程收缩缺陷宏微观数值模拟[D]. 陆皓.山东大学 2018
[3]新型铝锂合金的电子束焊及其接头的组织与性能[D]. 黄燕.南京航空航天大学 2017
[4]铝合金高功率双光束激光及与TIG复合焊接特性研究[D]. 杨海锋.机械科学研究总院 2016
[5]活性激光焊接对铝合金焊缝气孔及合金元素烧损的影响[D]. 刘强.江苏科技大学 2016
[6]2219铝合金搅拌摩擦焊接头电偶腐蚀行为研究[D]. 廖潇垚.西南交通大学 2016
[7]稳恒磁场作用下激光熔覆铁基涂层的凝固机理及其微观组织[D]. 李庆玲.昆明理工大学 2016
[8]中厚板铝合金TIG-激光复合焊接工艺研究[D]. 田新兵.大连理工大学 2013
[9]异种金属M42高速钢与X32高强度钢激光焊接行为研究[D]. 杨全毅.湖南大学 2013
[10]激光深熔焊接铝合金焊缝成分及性能研究[D]. 张宏圭.湖南大学 2012
本文编号：3677287
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