鈦合金因其優(yōu)異的耐腐蝕性能、高比強(qiáng)度和高抗沖擊及抗疲勞性能,其管結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于石油化工、海洋工程、航空航天等領(lǐng)域。由于大部分均為厚壁管道,且焊接時(shí)變位困難,工程上越來(lái)越多地采用全位置的方法進(jìn)行焊接。高能束焊因其熔透能力強(qiáng)、焊接速度快及接頭性能好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于鈦合金的焊接。等離子弧焊作為高能束焊的一種,具有成本低、操作簡(jiǎn)單、工作環(huán)境要求低等優(yōu)勢(shì),是焊接鈦合金的一種理想選擇。因此針對(duì)鈦合金厚壁管道的優(yōu)質(zhì)焊接,研究全位置等離子弧焊具有寬廣的發(fā)展前景。本文選用Φ219×8.8mm規(guī)格的TA2、TC4鈦合金管道作為試驗(yàn)材料,采用全新研制的全位置等離子弧焊自動(dòng)焊接設(shè)備進(jìn)行I型坡口、無(wú)間隙、不填絲的對(duì)接試驗(yàn),優(yōu)化設(shè)計(jì)了背面保護(hù)氣罩,研究了焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律、全位置等離子弧焊焊縫成形機(jī)理以及焊接接頭的顯微組織與力學(xué)性能,得到如下結(jié)果:（1）采用雙層氣篩及液冷對(duì)背面保護(hù)氣罩進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì),使保護(hù)氣體在出口處達(dá)到良好的流動(dòng)狀態(tài),優(yōu)化后的背面保護(hù)氣罩的保護(hù)效果及使用壽命明顯提高。（2）在仰焊位置進(jìn)行了單因素試驗(yàn),得到了TA2焊縫成形良好的規(guī)范區(qū)間,為工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供依據(jù),采用響應(yīng)面法進(jìn)行了工藝... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 鈦合金管道的應(yīng)用
        1.1.2 鈦合金管道的焊接方法
    1.2 國(guó)內(nèi)外全位置PAW設(shè)備及工藝研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外全位置焊縫成形控制技術(shù)研究進(jìn)展
    1.4 課題研究意義及主要研究?jī)?nèi)容
        1.4.1 課題研究意義
        1.4.2 課題研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)設(shè)備與方法
    2.1 全位置PAW自動(dòng)焊接系統(tǒng)
    2.2 全位置PAW背面保護(hù)氣罩優(yōu)化設(shè)計(jì)
    2.3 試驗(yàn)材料與方法
        2.3.1 試驗(yàn)材料與焊接位置
        2.3.2 焊接參數(shù)的選擇與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        2.3.3 焊縫成形測(cè)量
    2.4 全位置PAW焊接接頭組織性能測(cè)試
第3章 全位置PAW背面保護(hù)氣罩優(yōu)化設(shè)計(jì)
    3.1 背面保護(hù)氣罩的優(yōu)化設(shè)計(jì)加工
        3.1.1 背面保護(hù)氣罩的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        3.1.2 背面保護(hù)氣罩的加工
    3.2 背面保護(hù)氣罩保護(hù)效果研究
第4章 全位置PAW焊縫成形工藝研究
    4.1 全位置PAW焊縫成形規(guī)范區(qū)間
    4.2 建立模型
    4.3 焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律
        4.3.1 焊接參數(shù)對(duì)焊縫正面熔寬的影響規(guī)律
        4.3.2 焊接參數(shù)對(duì)焊縫背面熔寬的影響規(guī)律
        4.3.3 焊接參數(shù)對(duì)焊縫正面余高的影響規(guī)律
        4.3.4 焊接參數(shù)對(duì)焊縫背面余高的影響規(guī)律
    4.4 焊接參數(shù)優(yōu)化及驗(yàn)證
第5章 全位置PAW焊縫成形機(jī)理分析
    5.1 各位置穿孔熔池受力分析
        5.1.1 重力對(duì)全位置熔池的影響
        5.1.2 穿孔熔池力學(xué)平衡判據(jù)
    5.2 平衡判據(jù)中的作用力分析
        5.2.1 X方向上作用力分析
        5.2.2 Y方向上作用力分析
    5.3 焊縫成形機(jī)理對(duì)焊接參數(shù)指導(dǎo)
第6章 TC4 全位置PAW焊接接頭顯微組織與力學(xué)性能分析
    6.1 焊接接頭的顯微組織分析
        6.1.1 焊接接頭的宏觀組織形貌
        6.1.2 母材及焊接接頭過(guò)渡區(qū)顯微組織
        6.1.3 焊接接頭焊縫、熱影響區(qū)X射線衍射分析
        6.1.4 焊接接頭焊縫區(qū)與熱影響區(qū)顯微組織
    6.2 全位置焊縫的X射線探傷
    6.3 焊接接頭的力學(xué)性能分析
        6.3.1 焊接接頭拉伸與沖擊性能
        6.3.2 焊接接頭顯微硬度
第7章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]TA18鈦合金管材織構(gòu)的研究[D]. 楊磊.北京有色金屬研究總院 2011
[3]等離子焊接氣體保護(hù)效果數(shù)值模擬研究[D]. 李明.蘭州理工大學(xué) 2011
[4]大厚度船用鈦合金等離子弧焊成型及控制技術(shù)研究[D]. 廖志謙.西北工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3139167