本文關(guān)鍵詞：TC4鈦合金厚板電子束焊縫成形與微氣孔無(wú)損檢測(cè)

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【摘要】：本文以30mm厚的TC4鈦合金板材為研究對(duì)象,采用真空電子束焊接方法,研究了工藝參數(shù)對(duì)焊縫形貌的影響規(guī)律;并通過(guò)X射線檢測(cè)和超聲水浸聚焦檢測(cè)方法對(duì)焊縫中的微氣孔進(jìn)行了無(wú)損檢測(cè),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(jī)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(duì)焊縫形貌并無(wú)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(shí),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(shí)間縮短,線能量減小,焊縫熔寬和熔深均減小,當(dāng)速度達(dá)到一定值時(shí),焊縫由焊透狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲春竿?而工作距離對(duì)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(duì)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(zhǎng)方向?yàn)檠刂缚p中心線在兩側(cè)分別向焊縫上部生長(zhǎng),從焊縫上部到下部,柱狀晶尺寸逐漸減小,而且生長(zhǎng)方向變?yōu)橄蚝缚p中心線對(duì)接垂直生長(zhǎng),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(zhǎng)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(wú)損檢測(cè)結(jié)果表明,在本試驗(yàn)中,X射線不能很好的檢測(cè)出厚板電子束焊縫中的微氣孔,超聲水浸聚焦檢測(cè)方法檢測(cè)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(dá)到了20.15%。金相結(jié)果驗(yàn)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(guò)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(lái)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(duì)焊縫力學(xué)性能產(chǎn)生不利影響,削弱焊縫抗拉強(qiáng)度。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG456.3;TG441.7

【相似文獻(xiàn)】

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