選取羥基化多壁碳納米管作為表面活性劑對TC4鈦合金進行活性CO2激光焊接,焊后測量并計算了焊縫的熔深、熔寬及深寬比,觀察分析了焊縫顯微組織,測定了接頭硬度和焊縫的物相組成。結(jié)果表明:TC4鈦合金表面涂覆質(zhì)量分數(shù)為4%的碳納米管溶液,形成的涂覆層均勻致密;在給定焊接參數(shù)條件下,該涂覆層可使焊縫熔深增加約6%,熔寬降低約4%,深寬比增加約10%;涂覆碳納米管可以增加激光吸收率,使得焊縫溫度升高、冷卻速率增大,因而涂覆碳納米管的焊縫β晶粒較細,晶內(nèi)的α’相較未涂覆碳納米管的短小;碳納米管對焊縫硬度和焊縫的物相組成無明顯影響。 

【文章來源】：鈦工業(yè)進展. 2020,37(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

TC4鈦合金表面不同質(zhì)量分數(shù)碳納米管涂覆層的宏觀形貌

碳納米管涂覆層的微觀形貌

在給定的焊接參數(shù)下對未涂覆碳納米管和涂覆碳納米管的TC4鈦合金試板分別施焊，焊縫外觀形貌如圖3所示。從TC4鈦合金激光焊縫表面顏色判斷，在試驗條件下，涂覆碳納米管后造成焊縫氧化，但并不嚴重。另外，與未涂覆碳納米管的焊縫相比，涂覆碳納米管使得焊縫中心成形不太飽滿，焊縫魚鱗紋比較尖銳。為了進一步分析碳納米管對TC4鈦合金激光焊縫成形的影響，在顯微鏡下觀察了焊縫截面形狀并測量了焊縫熔深和熔寬，如圖4所示。由圖4可以看出，無論涂覆還是未涂覆碳納米管，TC4鈦合金CO2激光焊縫截面都呈“釘形”，這是因為激光束的能量達到了TC4鈦合金的氣化閾值，焊接過程中形成“匙孔”，產(chǎn)生所謂的小孔效應(yīng)。激光束入射到匙孔內(nèi)，經(jīng)孔壁多次反射到熔池上部，使得熔池上部吸收的熱量比下部多，所以形成上寬下窄的“釘形”焊縫截面形狀。通過測量及計算可得:未涂覆碳納米管的焊縫熔深(H)為2.951 2 mm、熔寬(B)為5.150 4 mm、深寬比(H/B)為0.573 0;涂覆碳納米管的焊縫熔深(H)為3.127 6 mm、熔寬(B)為4.9741 mm、深寬比(H/B)為0.628 8。在TC4鈦合金表面涂覆碳納米管可使焊縫熔深增加約6%，熔寬降低約4%，深寬比增加約10%。從提高焊接效率和降低熱影響區(qū)寬度角度來講，涂覆碳納米管有利于TC4鈦合金焊縫成形。

【參考文獻】：
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本文編號：3425777