本文選題：TA2鈦合金　切入點(diǎn)：TIG焊　出處：《沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：鈦及鈦合金是非常好的金屬材料,它具有密度小、比強(qiáng)度高、耐蝕性好的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是一種“全能金屬”,已經(jīng)在航空航天、交通、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。作為新興的輕質(zhì)金屬材料,鈦被認(rèn)為會(huì)在21世紀(jì)存在非常好的發(fā)展前景。鈦合金在焊接過(guò)程中極易被氧化,并且容易在接頭中產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷,嚴(yán)重影響了焊接質(zhì)量,限制了鈦合金焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。近幾年將磁場(chǎng)和焊接技術(shù)聯(lián)系起來(lái)而衍生出來(lái)的磁控焊接因其能夠提高焊接接頭力學(xué)性能的優(yōu)點(diǎn)而受到了重視,對(duì)磁控焊接技術(shù)也正在進(jìn)行更深入的研究。本課題首先研究了TA2鈦合金的焊接工藝,對(duì)不同工藝規(guī)范下獲得的焊接接頭進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試和顯微組織分析,確定獲得最佳焊接接頭性能的焊接熱輸入,然后通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)在TA2鈦合金焊接的過(guò)程中施加縱向交流磁場(chǎng),通過(guò)改變焊接電流、磁場(chǎng)電流和磁場(chǎng)頻率的大小來(lái)研究磁場(chǎng)對(duì)接頭性能的影響,揭示電磁攪拌細(xì)化晶粒,提高焊接接頭力學(xué)性能的機(jī)理。結(jié)果表明:焊接熱輸入是影響TA2鈦合金接頭力學(xué)性能和顯微組織的主要因素之一,隨著焊接熱輸入的增加,接頭的力學(xué)性能呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì),焊接熱輸入為1.083kJ/mm時(shí),焊接接頭的力學(xué)性能達(dá)到最大值:σb=589.26MPa、δ=24.34%、Ψ=35.26%,焊縫的硬度為195HB,熱影響區(qū)硬度為161HB。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定的最好接頭的工藝參數(shù)為焊接電流為150A、磁場(chǎng)電流為2.0A、磁場(chǎng)頻率為30Hz,此時(shí)的力學(xué)性能為:σb=612.92MPa、δ=25.78%、Ψ=39.43%,焊縫硬度為198HB,熱影響區(qū)硬度168HB。外加縱向交流磁場(chǎng)通過(guò)與電弧、熔池的相互作用產(chǎn)生電磁攪拌作用,改變?nèi)鄢匾簯B(tài)金屬結(jié)晶和傳熱過(guò)程,細(xì)化晶粒,提高焊縫的力學(xué)性能。
[Abstract]:Titanium and titanium alloys are very good metal materials. They have the advantages of low density, high specific strength and good corrosion resistance. They are considered as "all-around metals" and have been widely used in aerospace, transportation and chemical industry. As a new lightweight metal material, titanium is considered to have a very good prospect in the 21st century. Titanium alloy is easy to be oxidized in welding process, and it is easy to produce pores in joints. Cracks and other defects seriously affect the welding quality, The application of titanium alloy welding technology in industrial production is limited. In recent years, the magnetically controlled welding derived from the connection of magnetic field and welding technology has attracted much attention for its advantages of improving the mechanical properties of welded joints. Magnetic controlled welding technology is also being further studied. Firstly, the welding process of TA2 titanium alloy is studied, and the mechanical properties and microstructure of welded joints obtained under different process specifications are tested and analyzed. Determine the welding heat input to obtain the best welding joint performance, then apply longitudinal alternating magnetic field to TA2 titanium alloy welding process by designing orthogonal test, by changing welding current, The effect of magnetic field on the properties of joints is studied by the magnitude of magnetic field current and magnetic field frequency. The results show that welding heat input is one of the main factors affecting the mechanical properties and microstructure of TA2 titanium alloy joints, and with the increase of welding heat input, The mechanical properties of the joints increased first and then decreased. When the welding heat input was 1.083kJ/mm, The mechanical properties of welded joints reach the maximum value: 蟽 _ (b) 589.26 MPA, 未 _ (24.34), 蠄 ~ (35.26), the hardness of weld is 195HBb and the hardness of heat affected zone is 161HB. the best process parameters of welded joints determined by orthogonal experiment are welding current 150A, magnetic field current 2.0A, magnetic field frequency 30Hz. in this case, the optimum welding parameters are: welding current is 150A, magnetic field current is 2.0A, magnetic field frequency is 30Hz. The mechanical properties are as follows: 蟽 _ B _ (612.92) MPA, 未 _ (25) 78, 蠄 ~ (39.43), the hardness of weld seam is 198 HBB, the hardness of heat affected zone is 168 HB. The external longitudinal alternating magnetic field passes through the arc, The interaction of molten pool produces electromagnetic stirring, which changes the crystallization and heat transfer process of molten metal in the molten pool, refines the grain size and improves the mechanical properties of the weld.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG407

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本文編號(hào)：1663149