缓冲层对钛合金焊接接头硬度及金相组织影响的研究

发布时间：2020-06-16 04:22

【摘要】：钛合金是重要的轻质金属之一,具有广泛的应用前景,长期以来一直是机械、力学及材料等学科的研究重点。焊接连接是金属结构中最常用的连接形式,但是金属焊接结构中焊接接头成分和组织的不均匀性是导致力学性能(特别是抗疲劳性能)不均匀性的根本原因。除焊接共同技术问题,钛合金焊接自身还存在着一些“难以解决”的技术难题,如析出相的问题。本文通过研究TC17钛合金焊接接头的维氏硬度分布、微观组织结构演化的变化规律,建立了缓冲层材料的选择判据。主要研究工作如下:(1)以TC17钛合金为母材,分析了传统接头产生焊接软化的原因。通过引入具有不同化学成分及材料属性的缓冲层,研究了各种焊接接头硬度分布曲线的变化规律和金相组织的演化规律,以改善接头焊接软化和金相组织分布不均匀性为目标,确定了适用于TC17钛合金焊接接头的缓冲层材料为TC4合金。(2)针对上述焊接接头,建立了不同接头中焊接材料和缓冲层材料合金元素含量及力学性能与焊后接头硬度曲线、组织分布及析出相的关系,初步建立了适用于TC17钛合金焊接的缓冲层选择依据。(3)通过对常规焊接接头进行对比分析发现:引入合适的缓冲层材料(即TC4合金),焊接接头断口表面粗糙程度发生了明显改善,焊接软化程度也具有一定的改善。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG457.1
【图文】：

钛合金是重要的轻质金属之一，具有广泛的应用前景，长期以来一直是机械、力及材料等学科的研究重点。焊接连接是金属结构中最常用的连接形式，但是金属焊接构中焊接接头成分和组织的不均匀性是导致力学性能（特别是抗疲劳性能）不均匀性根本原因。除焊接共同技术问题，钛合金焊接自身还存在着一些“难以解决”的技术题，如析出相的问题。(a) 法拉利钛合金排气管

整个焊接过程，在常温下进行，不需要焊前预热和焊后热处理。焊接之前需机械和化学清洗，除去表面杂质和氧化层。焊接方法为钨极氩弧焊，焊接设备为钨极氩弧焊焊机（JIB-315）如图3.1所示。图3.1 钨极氩弧焊机（JIB-315）3.2.1 没有缓冲层的焊接接头的试样制备利用线切割机将母材板材(220mm*60mm*5mm)切成尺寸30mm*20mm*5mm的八块。堆焊焊接焊接接头的试验试样制备情况如下：焊接金属分别为TC19合金和TC4合金，焊接参数分别如表3.2和表3.3所示。表3.2 氩弧焊焊接参数焊接次数 焊丝直径（mm） 焊接电流(A) 焊接电压(V)1 5 150 380表3.2 氩弧焊焊接参数焊接次数 焊丝直径（mm） 焊接电流(A) 焊接电压(V)1 2 100 380焊接金属为TC19合金的焊接接头制备：取其中两块30mm*20mm*5mm的母材TC17合金，在母材TC17合金30mm*5mm的平面上焊接TC19合金，采用多层多道焊接，焊接厚度大约为10mm(由于采用的是人工焊接，焊接厚度不能严格控制焊接厚度)。因为焊接

【参考文献】

相关期刊论文 前5条

1 张凤林;;现场布氏硬度检测技术[J];理化检验(物理分册);2015年12期

2 洪浩洋;赵晖;王军;王洋;;钛合金A-TIG焊接工艺的应用研究[J];沈阳理工大学学报;2015年05期

3 卢小r

本文编号：2715531