钛合金活性药芯焊丝的制备及性能研究

发布时间：2017-09-17 07:48

  本文关键词：钛合金活性药芯焊丝的制备及性能研究

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【摘要】：钨极氩弧焊是钛合金焊接最常见的一种加工方法,其电弧稳定性强、焊缝质量高,但是单道熔深小、生产效率低,难以适应厚板焊接。乌克兰巴顿研究所发现活性钨极氩弧焊(Active Tungsten Inert Gas,A-TIG)能够提高焊缝熔深、降低焊缝气孔敏感性,并成功应用于焊接钢和钛等多种金属。目前,A-TIG业已成为焊接领域的热点课题。然而,A-TIG也存在活性成分涂敷不均匀、涂敷量难以精确控制等缺陷。因此,本论文将活性药芯焊丝引入钛合金焊接,展开了旨在提高焊接熔深的系统实验研究。首先研究了钛药芯焊丝中氟化镁、氟化稀土、氟硅酸钠、氟硅酸钾、冰晶石五种氟化物对电弧稳定性、焊缝成形状况、焊缝横截面大小的影响,发现氟化镁、氟化稀土、氟硅酸钠三种成分对增加钛合金焊接熔深均具有积极作用。在确定了氟化物为药芯焊丝之药芯的主要成分及比例后,研究不同氯化物、氧化物以及改变焊接工艺参数的影响。实验结果表明:选择直流氩弧焊作为电源工作模式、焊丝药芯的主要成分为氟化镁-氟化稀土-氟化钙-氯化镉、药芯填充率与焊接电流合理匹配可获得较大焊接熔深。分析认为,活性药芯焊丝增加焊接熔深的机理主要是其药芯导致电弧收缩和阳极产热的增加。使用药芯焊丝所得焊缝组织为六方马氏体α',焊缝区域的硬度明显大于热影响区和母材,熔渣成分主要是氟化镁、氟化稀土和氟化钙,焊缝力学性能指标合理。
【关键词】：钛合金 药芯焊丝 活性成分 焊接工艺性 力学性能
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG422.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 引言9
• 1.2 钛及钛合金应用9
• 1.3 钛合金焊接9-11
• 1.4 钛合金活性焊接现状及机理分析11-18
• 1.5 论文的主要研究内容18-20
• 2 实验材料设备与方法20-28
• 2.1 实验材料20-21
• 2.2 实验设备21-24
• 2.3 焊缝组织分析及性能测试24-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 不同氟化物药芯焊丝工艺性能研究28-44
• 3.1 氟化镁药芯焊丝工艺性能分析28-31
• 3.2 氟化稀土药芯焊丝工艺性能分析31-34
• 3.3 氟硅酸钠药芯焊丝工艺性能研究34-37
• 3.4 氟硅酸钾药芯焊丝工艺性能研究37-40
• 3.5 冰晶石药芯焊丝工艺性能研究40-42
• 3.6 本章小结42-44
• 4 钛合金复合活性药芯焊丝的研制及工艺参数优化44-57
• 4.1 氟化物对活性钛药芯焊丝工艺性能的影响44-47
• 4.2 氯化物对药芯焊丝工艺性能的影响47-50
• 4.3 氧化物对药芯焊丝工艺性能的影响50-52
• 4.4 工艺参数优化实验52-56
• 4.5 本章小结56-57
• 5 钛合金活性药芯焊丝性能评估及增加熔深机理分析57-65
• 5.1 焊缝组织及熔渣性能分析57-58
• 5.2 焊缝元素及力学性能分析58-62
• 5.3 药芯焊丝增加熔深机理分析62-64
• 5.4 本章小结64-65
• 6 全文总结与展望65-67
• 6.1 全文总结65
• 6.2 展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-71

【参考文献】

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本文编号：868175