不同中间层对钛—钢激光焊接焊缝组织与性能的影响

发布时间：2017-12-06 21:13

  本文关键词：不同中间层对钛—钢激光焊接焊缝组织与性能的影响

  更多相关文章： 激光焊接 纯钛 不锈钢 中间层 焊缝组织 力学性能

【摘要】：钛合金与不锈钢的焊接结构是广泛应用于航空航天、海洋领域、电力工业中的一种重要结构,但是钛合金与不锈钢的焊接属于异种金属焊接范畴,二者物理性能及化学性质的差异导致焊接过程中会出现诸多问题,其中最大的困难在于如何避免二者形成脆硬的Ti--Fe金属间化合物。本文采用纯钛与304不锈钢作为焊接基体,首先研究了纯钛与不锈钢同种材料的焊接,探究合适的工艺参数,然后进行不加中间层的异种金属直接焊接,研究激光偏移量对焊缝成型的影响,发现激光焦点偏向于不锈钢侧0.5mm左右焊缝成型较好。接着进行了添加中间层的异种金属焊接,主要研究钒中间层、铜中间层、铜钒复合层对焊缝组织与性能的影响。当采用0.5mmV作为中间层时,由于钒与钛和铁的相容性均较好,钒中间层难以阻止Ti元素与Fe元素接触。焊缝中形成了较多的Ti-Fe金属间化合物,焊缝硬度最高值达到了 946.5HV,极大地削弱了焊缝的韧性,在较小的应力下即发生开裂。采用铜中间层能获得较好接头,0.3mm Cu难以阻止Ti与Fe接触,焊缝中形成了 Ti-Fe、Ti-Cu金属间化合物,强度仅为101.4 MPa;采用0.5mmCu和0.7mmCu作为中间层时,焊缝中形成了铜基固溶体,脆性相分散在固溶体中,可以有效的降低对焊缝的削弱。激光焦点位于不锈钢与铜片界面处时可以减少钛的熔化量,获得的接头强度较高,最高达192.4 MPa。当采用铜钒复合层形成Fe-Cu-V-Ti接头时,复合层能有效阻止Ti元素与Fe元素接触。采用单光束时焊缝中形成了铜基固溶体和钒基固溶体,Ti-Fe、Ti-Cu金属间化合物分散在固溶体中,接头强度为142.4MPa。采用双光束焊接时形成了两道焊缝,第二道光束对第一道光束形成的焊缝进行了部分重熔。当第一道光束焦点位于钒-钛界面,第二道光束位于铜-钢界面时,获得接头强度达到201.9 MPa,采用相反的顺序获得的接头强度为189.1 MPa,断裂位置均位于钒钛界面处。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG456.7

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李敬勇;仇晨龙;张乐;;钛-钢爆炸焊接复合板结合区微观特征研究[J];热加工工艺;2016年05期

2 宋庭丰;蒋小松;莫德锋;沈一璋;朱德贵;;不锈钢和钛合金异种金属焊接研究进展[J];材料导报;2015年11期

3 R.KUMAR;M.BALASUBRAMANIAN;;Experimental investigation of Tie6Ale4V titanium alloy and 304L stainless steel friction welded with copper interlayer[J];Defence Technology;2015年01期

4 王廷;张秉刚;张艳桥;冯吉才;钟诗胜;;采用不同结构Cu/V填充层的钛合金/不锈钢电子束焊接试验[J];焊接学报;2014年08期

5 王刚;吴林志;李鑫;冯吉才;;TC4钛合金真空钎焊接头组织与高温性能[J];焊接学报;2014年06期

6 王廷;张秉刚;冯吉才;;填充金属对钛合金与不锈钢电子束焊接的影响(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2014年01期

7 张鹏贤;李慧芳;;钛/钢异种金属感应钎焊钎料及其工艺性能的研究[J];热加工工艺;2013年11期

8 张秉刚;王廷;段潇辉;陈国庆;冯吉才;;添加铜填充层的Ti-15-3钛合金与304不锈钢电子束焊接过程中的温度与应力场(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年02期

9 张越举;杨旭升;李晓杰;王勇;姚政;肖辉;赵恩军;;钛/钢复合板爆炸焊接实验[J];爆炸与冲击;2012年01期

10 魏英姿;冯艺君;王红;;TC4钛合金CO_2激光焊接试验研究[J];沈阳理工大学学报;2011年01期

，

本文编号：1259971