【摘要】：TC4鈦合金具有比強(qiáng)度高、抗腐蝕能力強(qiáng)和良好的高低溫力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn),因此鈦合金厚板在船舶、海洋工程、航天航空、核電工程、機(jī)械制造等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。常規(guī)焊接方法焊接鈦合金厚板時(shí)存在焊接效率低、接頭質(zhì)量差等問題,窄間隙TIG焊接采用深且窄的I型或小角度V型坡口,具有填充材料少、焊接效率高、焊接變形小及接頭質(zhì)量高等優(yōu)勢(shì)。因此,本課題采用窄間隙TIG焊接方法對(duì)30mm厚TC4合金進(jìn)行單道多層填絲焊接試驗(yàn),研究焊接工藝對(duì)焊縫成形及焊接接頭組織和力學(xué)性能的影響,以解決厚板鈦合金焊接過程中容易出現(xiàn)側(cè)壁未熔合、層間未熔合等問題,為該工藝的實(shí)際應(yīng)用提供參考。通過優(yōu)化焊接電流、焊接電壓、焊接速度、搖動(dòng)速度和搖動(dòng)角度等焊接工藝參數(shù),并進(jìn)行焊縫成形參數(shù)的測(cè)量及接頭顯微組織的觀察,得出在I型坡口,坡口間隙為10mm下的最佳焊接工藝參數(shù)為:焊接電流210~250A,焊接電壓11V,焊接速度85~120mm/min,搖動(dòng)速度35~55rmp。利用優(yōu)化后的焊接工藝參數(shù)對(duì)30mm厚TC4合金進(jìn)行焊接,對(duì)焊接接頭的宏觀形貌、顯微組織、顯微硬度、拉伸性能及拉伸斷口形貌進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:采用優(yōu)化后的焊接工藝參數(shù)可獲得側(cè)壁熔合良好、層間熔合良好且焊縫成形美觀、魚鱗紋緊密排列的焊接接頭。接頭焊縫區(qū)晶粒粗大,顯微組織主要由α?馬氏體組成;熱影響區(qū)較窄,寬度約為1~2mm,顯微組織主要為殘留β相和少量α?馬氏體。焊縫區(qū)及熱影響區(qū)顯微硬度均高于母材硬度,其中蓋面焊層焊縫區(qū)顯微硬度較低,為328HV,而接頭中部焊縫區(qū)顯微硬度較高,其值可達(dá)355HV,表明焊縫區(qū)具有較高的硬度,且接頭無明顯的軟化區(qū)域。焊接接頭抗拉強(qiáng)度平均值可達(dá)到973MPa,可達(dá)母材抗拉強(qiáng)度的95%左右,斷裂位置均在焊縫處,表明窄間隙TIG焊接經(jīng)過工藝優(yōu)化后可獲得具有良好的力學(xué)性能的焊接接頭。焊接接頭拉伸斷口呈杯錐狀,并存在可觀察到的深淺不同大小不一的等軸狀韌窩,其斷裂方式為韌性斷裂。
【圖文】：

a 焊接方法示意圖 b 電極圖 1.1 雙電極 TIG 焊設(shè)備外觀示意圖ance diagram of double electrode TIG weldin及厚度，制定合理規(guī)范的焊接工藝參

圖 1.2 窄間隙激光－電弧焊接示意圖Fig. 1.2 Narrow gap laser-arc welding schematic diagram究現(xiàn)狀，，針對(duì)不同情況上的需求，研究者們也焊接方式，在合理的焊接工藝參數(shù)下，可以獲
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG444.74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2657381