本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金厚板電子束焊縫成形與微氣孔無損檢測

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【摘要】：本文以30mm厚的TC4鈦合金板材為研究對象,采用真空電子束焊接方法,研究了工藝參數(shù)對焊縫形貌的影響規(guī)律;并通過X射線檢測和超聲水浸聚焦檢測方法對焊縫中的微氣孔進行了無損檢測,分析了不同類型焊縫中微氣孔的分布特征,探討了焊縫中微氣孔的形成機理。研究結(jié)果表明:電子束流和焊接速度是影響焊縫熔深和熔寬的主要因素,對焊縫形貌并無太大影響,不同參數(shù)下獲得的均是同一類型焊縫,隨著電子束流的增加,焊縫熔深和熔寬增加,但是當(dāng)電子束流小于一定值時,熔深增加不明顯,主要是上熔寬增加,隨著焊接速度增加,電子束停留在工件上的時間縮短,線能量減小,焊縫熔寬和熔深均減小,當(dāng)速度達到一定值時,焊縫由焊透狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲春竿?而工作距離對焊縫形狀的影響與電子束流和焊接速度的影響不同,不同工作距離下獲得的焊縫形狀可以分為鐘罩形、釘形、漏斗形和楔形四種。工藝參數(shù)對焊縫微觀組織形貌影響不大,TC4鈦合金電子束焊縫區(qū)由粗大的β柱狀晶組成,焊縫上部的柱狀晶最為粗大,其生長方向為沿著焊縫中心線在兩側(cè)分別向焊縫上部生長,從焊縫上部到下部,柱狀晶尺寸逐漸減小,而且生長方向變?yōu)橄蚝缚p中心線對接垂直生長,在快速冷卻條件下,β柱狀晶內(nèi)形成α'針狀馬氏體,馬氏體針長度從焊縫上部到下部逐漸減小,焊縫熱影響區(qū)組織則為(α+β+α')。TC4鈦合金電子束焊縫無損檢測結(jié)果表明,在本試驗中,X射線不能很好的檢測出厚板電子束焊縫中的微氣孔,超聲水浸聚焦檢測方法檢測效果較好;四種不同類型焊縫中微氣孔數(shù)量不同,氣孔率最小的是楔形焊縫,氣孔率為1.89%,而氣孔率最大的是釘形焊縫,其氣孔率達到了20.15%。金相結(jié)果驗證表明,電子束焊縫中的微氣孔分為兩類:一種是內(nèi)壁光滑、呈圓形或橢圓形的氫氣孔,另一種是內(nèi)壁粗糙、形狀不規(guī)則的工藝氣孔;氫氣孔形成的原因是材料表面的水分、油脂和氧化物等在焊接過程中分解產(chǎn)生的氫,以及氫在鈦合金中的溶解度變化導(dǎo)致氣泡的產(chǎn)生,未能來得及逸出滯留在焊縫中形成的;而工藝氣孔主要是由于匙孔不穩(wěn)定造成,匙孔底部受到金屬蒸氣的沖擊導(dǎo)致坍塌,卷入金屬蒸氣滯留在焊縫中形成的;氣孔主要存在于焊縫的上部,其對焊縫力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響,削弱焊縫抗拉強度。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.3;TG441.7

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