TC4鈦合金是國內(nèi)外使用最廣泛的鈦合金牌號,是現(xiàn)代飛機結(jié)構(gòu)中一種不可或缺的結(jié)構(gòu)材料。近年來大量激光焊接技術已被用于飛機機身壁板的連接件中。為了實現(xiàn)飛機輕量化以及提高蒙皮與加強筋連接的力學性能,本課題以開發(fā)激光雙光束技術應用在飛機機身壁板中的T型結(jié)構(gòu)為背景,采用激光點焊接技術、激光雙光束焊接技術,對TC4鈦合金進行兩種承載焊縫的T型焊接,系統(tǒng)地分析和研究其顯微組織、拉伸性能、疲勞性能和斷裂機理。為飛機機身壁板的疲勞強度設計與飛機安全性能評估提供依據(jù)。首先,對兩種不同的激光焊接接頭進行了微觀組織分析,觀察焊接接頭不同區(qū)域兩相組織的形貌和所占體積分數(shù)大小,結(jié)果表明,在熔合區(qū)均為針狀α’馬氏體組成的網(wǎng)籃狀結(jié)構(gòu),與激光雙光束焊顯微組織比較,激光點焊α’網(wǎng)籃狀組織的體積分數(shù)增大,針狀α’馬氏體尺寸增大且相間距減小。其次,對鈦合金分別在激光點焊、激光雙光束焊作用下的兩種承載焊縫的T型焊接接頭及兩種應力狀態(tài)下的中值疲勞壽命及拉伸性能進行對比分析。結(jié)果表明:激光雙光束焊T型接頭在兩種承載情況下中值疲勞壽命及拉伸性能都更加優(yōu)異,而激光點焊的中值疲勞壽命分布的更加集中。最后,利用掃描電鏡觀察疲勞樣品的斷口形... 

【文章來源】：沈陽航空航天大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

飛機機身加筋壁板

平衡組織以 α 相為主并含有 10%~30%的 β 相。這種合金但其組織結(jié)構(gòu)不夠穩(wěn)定，不能在 500℃以上的溫度進行正常使用優(yōu)異的工藝性可進行熱處理強化，并且室溫環(huán)境下強度高于 α 型金有：TC4、TC17、TC6 等。α+β 型兩相鈦合金是飛機部件中應制造發(fā)動機的葉片等各個零部件；飛機鉚釘及螺栓等緊固件[23]。同的元素對鈦合金 β 相的轉(zhuǎn)變溫度會有不同的變化，根據(jù)這種溫可分為中性元素，β 相穩(wěn)定化元素和 α 相穩(wěn)定化元素。在 Al、O中，此中 Al 占首要地位。α 相元素除了能增加 α 單相區(qū)溫度之區(qū)的溫度之間，促使出現(xiàn) α+β 兩相溫度區(qū)間。在這三種元素中，細的劃分為 β 共晶型元素(如 Mo、V 和 Ta)和 β 共析型元素(如 Fu、Si 和 H)。還有一些元素對 α/β 相變溫度有極其微小的影響，Sn 和 Zr)。它們不但在鈦中的溶解度非常大，還可以較為明顯的的合金元素對鈦合金的作用不同。圖 1.2 所示所示為 β 相穩(wěn)定化氏體轉(zhuǎn)變溫度的影響。

(c) 雙態(tài)組織 (d) 片層組織圖 1.3 鈦合金材料典型顯微組織1.3 激光點焊/雙光束焊接技術研究1.3.1 激光點焊技術目前全球已建成了一大批先進激光焊接方面的重點實驗室，已經(jīng)進行了一系列較為系統(tǒng)的激光焊接技術方面的研究工作，并在焊接參數(shù)、殘余應力、影響氣孔率的因素、焊接件靜力學性能及疲勞性能等方面獲得大量具有指導意義的數(shù)據(jù)。激光點焊基本相似與其他激光焊接過程，僅有的區(qū)別是激光點焊的激光束不用按工件的某個方向移動。近年來，國內(nèi)外學者圍繞激光點焊的焊接缺陷、工藝參數(shù)優(yōu)化以及殘余應力展開了廣泛的研究與討論。呂濤等人通過研究 TC4 焊點的形狀和激光點焊接頭力學性能的關系，得出焊點的抗剪性能和熔合面積成正比[28]。陶汪等人研究了送絲參數(shù)對鋁合金激光填絲點焊焊接質(zhì)量的影響，結(jié)果表明送絲角為 30 度左右時，焊接質(zhì)量最好[29]。張博研究了激光點焊接工藝參數(shù)對低碳鋼焊點大小的影響，結(jié)果表明激光功率和時間的延長和焊點大小在一定范

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]鈦合金艙體結(jié)構(gòu)件激光點焊變形預測與焊接順序優(yōu)化[D]. 呂濤.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]低碳鋼激光點焊工藝特性與力學性能研究[D]. 張博.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：2994901