隨著海洋資源開發(fā)深度和廣度的增加以及新材料的大量使用,傳統(tǒng)水下焊接方法受到了越來(lái)越多的限制。核電領(lǐng)域高壓、高輻射的水環(huán)境同樣也對(duì)水下焊接技術(shù)提出了更高的要求。與水下電弧焊相比,水下激光焊接具有受水壓影響小,焊接材料廣泛,熱影響區(qū)小和殘余應(yīng)力低等優(yōu)點(diǎn)。TC4鈦合金由于具有抗腐蝕、抗疲勞性能良好等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。然而我國(guó)的水下激光焊接技術(shù)仍然處于十分落后的地位,其中如何實(shí)現(xiàn)鈦合金水下激光焊接以及TC4鈦合金水下激光焊接工藝研究等關(guān)鍵問(wèn)題有待深入探究。為此,本文重點(diǎn)研究了可實(shí)現(xiàn)TC4鈦合金水下激光焊接的焊接方法及工藝試驗(yàn)方案。首先探究了TC4鈦合金直接水下激光焊接的可行性。以焊縫成形、力學(xué)性能、斷裂面形貌及物相成分等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分析了水環(huán)境對(duì)鈦合金激光焊接質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn),直接水下激光焊接TC4鈦合金所得焊縫氧化嚴(yán)重,焊縫連續(xù)性及穩(wěn)定性差;焊縫內(nèi)部存在大量裂紋、氣孔及金屬間化合物,焊縫力學(xué)性能差,不滿足焊接實(shí)驗(yàn)及實(shí)際使用要求,直接水下激光焊接TC4鈦合金不可行。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)研發(fā)了雙層水下激光排水裝置以實(shí)現(xiàn)局部干法焊接,消除水對(duì)焊接質(zhì)量的不良影響。對(duì)該裝置進(jìn)氣方式及通入氣體的種類和流量進(jìn)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

線能量對(duì)焊縫寬度及焊縫背面寬度的影響

圖 1-2 焊縫橫截面[43]（a）典型橫截面示意圖；（b）典型橫截面宏觀圖目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)TC4 鈦合金激光焊接研究多集中于 2 mm厚板材。其接參數(shù)如何影響激光焊接接頭質(zhì)量值得深入研究。X. Cao[44]等人利用 4 d:YAG激光器對(duì) 2 mm厚TC4 鈦合金薄板進(jìn)行焊接，重點(diǎn)研究了焊接速度對(duì)成形、微觀組織的影響，并分析了接頭硬度及力學(xué)性能。結(jié)果表明高功率系統(tǒng)適用于薄板TC4 鈦合金焊接，隨著焊接速度的增大，熱影響區(qū)寬度逐小。得到的焊接接頭無(wú)裂紋，偶爾會(huì)出現(xiàn)微氣孔，且硬度和強(qiáng)度均大于母材性較差。Sabina L. Campanelli[45]等人同樣也研究了焊接速度對(duì) 2 mm厚合金激光焊接接頭組織及性能的影響，結(jié)果表明隨著焊接速度的增大，板收到的熱輸入減小，熔合區(qū)和熱影響區(qū)尺寸減小，焊縫形貌逐漸由矩形轉(zhuǎn)錐形。焊接速度太大會(huì)導(dǎo)致接頭韌性及延伸率減小。另外，焊接接頭的組織特征同樣有待揭示。福州大學(xué)的楊曉華[46]等人首工藝參數(shù)為焊接功率 2680 W、焊接速度 2.0 m/min、離焦量 0 mm下得到良焊縫，接著重點(diǎn)研究了焊接接頭的微觀組織和硬度以及二者之間的關(guān)系

1998 年日立公司的Yama究中心，進(jìn)行了 0.3 MPa水下激光垂功在U型槽上進(jìn)行了水下激光填絲焊用于水下激光焊接的焊接技術(shù)。另外行檢測(cè)，日立公司還開發(fā)了適用于水缺陷尺寸檢測(cè)技術(shù)，如激光超聲檢測(cè)的Makihara Y[56]等人和西屋電氣公用Nd:YAG激光可對(duì) 304 不銹鋼進(jìn)行良好的焊接性。o T[57,58]等人開發(fā)了水下激光焊接技術(shù)小型化以及適于在狹窄部位進(jìn)行工作 1-3 所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)備即橫焊、平焊、仰焊、立焊以及一定角度輸入焊接系統(tǒng)，所以該維修工藝提高小了對(duì)焊接部位的熱影響，是行之有

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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