TC4和Ti2AlNb基合金廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域,Ti22Al25Nb是以O(shè)相為主的一種新型鈦合金,具有良好的應(yīng)用前景,但目前應(yīng)用較多的激光焊接TC4和Ti2AlNb基合金中存在諸多問題,例如焊接接頭晶粒粗大和元素分布不均勻,1mm厚鈦合金的焊接較為困難;因此,本文除了對二者的激光焊接組織與性能進行研究,還對超聲振動作用下接頭的晶粒細化和元素均勻化進行了定性分析,具有重要的工程應(yīng)用價值和研究意義。本文利用光纖激光加工系統(tǒng)對1mm厚TC4及TC4/Ti22Al25Nb進行了焊接試驗,通過單一變量法,研究了三種焊接條件下最有功率參數(shù)下組織和性能,并研究分析超聲振動對接頭晶粒和元素分布的影響,得出了以下主要結(jié)論:（1）在焊接速度保持3mm/s不變時,850W時可以得到成型良好的TC4焊接接頭,焊接功率為800W時可以得到成型良好的TC4/Ti22Al25Nb焊接接頭,在功率變化從810W變化到830W時,搭接接頭沒有特別明顯的變化。（2）在微觀組織方面,TC4激光焊接時焊縫區(qū)主要為板條馬氏體組織+析出相α,熱影響區(qū)為馬氏體組織,焊縫和熱影響區(qū)都存在粗晶區(qū)和細晶區(qū),超聲振動作用下晶粒細化明... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 鈦與鈦合金
    1.2 鈦合金的激光焊接
        1.2.1 激光焊接鈦合金的優(yōu)勢
        1.2.2 激光焊接鈦合金的難點
    1.3 超聲輔助焊接原理
    1.4 國內(nèi)外研究進展
        1.4.1 TC4激光焊接研究進展
        1.4.2 Ti2AlNb基合金焊接研究進展
        1.4.3 超聲輔助激光焊接研究進展
    1.5 研究思路與主要內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗方法與設(shè)備
        2.2.1 光纖激光加工系統(tǒng)
        2.2.2 焊接試驗
        2.2.3 金相分析
        2.2.4 顯微硬度分析
        2.2.5 拉伸試驗
        2.2.6 相組成分析
        2.2.7 掃描電鏡觀察
第3章 TC4激光焊接工藝與組織分析
    3.1 焊接功率對熔池尺寸及晶粒影響
        3.1.1 焊接功率對熔池尺寸的影響
        3.1.2 焊接晶粒分布
    3.2 焊接接頭微觀組織研究
        3.2.1 母材成分與原始組織
        3.2.2 TC4鈦合金焊接接頭組織
        3.2.3 功率參數(shù)對焊接熱影響區(qū)組織的影響
        3.2.4 焊縫區(qū)馬氏體形態(tài)
    3.3 超聲對TC4激光焊接的影響
        3.3.1 超聲振動對焊焊縫宏觀形貌的影響
        3.3.2 超聲振動對焊縫微觀組織的影響
        3.3.3 超聲振動對熱影響區(qū)微觀組織的影響
        3.3.4 超聲振動對TC4焊縫區(qū)相組成的影響
    3.4 力學性能研究
        3.4.1 焊縫上中下三部分硬度分布情況
        3.4.2 焊接功率對硬度的影響
        3.4.3 超聲振動對硬度的影響
        3.4.4 TC4焊接接頭拉伸力學性能
    3.5 本章小結(jié)
第4章 TC4/Ti22A125Nb激光焊接工藝與組織研究
    4.1 TC4/Ti22Al25Nb激光對接焊
        4.1.1 焊縫宏觀形貌
        4.1.2 焊縫區(qū)晶粒分布形態(tài)
        4.1.3 焊接接頭組織分析
            4.1.3.1 母材原始組織
            4.1.3.2 TC4側(cè)熱影響區(qū)組織
        4.1.4 超聲對TC4/Ti22Al25Nb焊接接頭的作用
            4.1.4.1 超聲作用下焊縫晶粒的細化
            4.1.4.2 超聲作用下焊接接頭組織的細化
        4.1.5 焊接接頭元素面掃描
            4.1.5.1 對接焊接接頭典型元素分布趨勢
            4.1.5.2 焊接功率對焊接接頭元素分布的影響
            4.1.5.3 超聲對焊接接頭元素分布的影響
        4.1.6 焊接接頭元素線掃描
        4.1.7 對接焊力學性能
            4.1.7.1 接頭硬度
            4.1.7.2 超聲振動對接頭硬度的影響
            4.1.7.3 對接焊接接頭拉伸力學性能
    4.2 TC4/Ti22Al25Nb激光搭接焊
        4.2.1 焊接接頭組織
        4.2.2 不同焊接功率下激光搭接焊縫區(qū)組織
        4.2.3 不同焊接功率下激光搭接熱影響區(qū)組織
        4.2.4 焊接接頭元素分布
            4.2.4.1 功率對接頭元素分布的影響
            4.2.4.2 超聲對接頭元素分布的影響
        4.2.5 搭接焊力學性能
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
致謝
學位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3389193