發(fā)布時間：2023-03-11 20:14

　　鈦合金與鋁合金的復(fù)合結(jié)構(gòu)結(jié)合了兩種材料的優(yōu)異性能,在航空航天和汽車等現(xiàn)代工業(yè)中具有很大的應(yīng)用價值和廣闊的應(yīng)用前景,鈦合金與鋁合金的焊接技術(shù)也因此成為了關(guān)鍵,具有重要的研究價值和意義。但是鈦合金與鋁合金之間熱物理性能的差異以及金屬間化合物的影響使得兩者之間的焊接存在困難,尤其是反應(yīng)界面中的Ti-Al金屬間化合物,嚴重影響了鈦合金/鋁合金接頭的力學(xué)性能,因此減少或避免接頭中的Ti-Al金屬間化合物是鈦合金/鋁合金焊接技術(shù)中的一個主要研究方向。本文采用有限元軟件對鈦合金/鋁合金激光焊過程中的溫度場與焊接熱循環(huán)進行模擬與計算,分別研究了激光束偏向鈦合金和鋁合金時焊接過程中界面附近的溫度場分布及焊接熱循環(huán)特點。結(jié)果表明鈦合金與鋁合金上的溫度場分布并不對稱,熱循環(huán)曲線也具有不同的特點,在界面處緊鄰的兩點會由于較大的溫差而在同一時刻處于不同的物態(tài),溫差最大超過2500℃。在此基礎(chǔ)上,計算并分析了添加Nb或V中間層材料的接頭溫度分布特點,計算結(jié)果表明,在合適的焊接條件下,可以使部分中間層材料熔化,同時鈦合金一側(cè)不超過其熔化溫度,只在鈦合金/中間層材料界面達到一定的溫度以促進原子擴散�；趯附舆^程中溫...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景和意義
    1.2 鈦合金與鋁合金的焊接性特點
    1.3 鈦合金與鋁合金焊接工藝的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 固相焊
        1.3.2 釬焊
        1.3.3 熔化焊
    1.4 激光焊接的原理及特點
    1.5 課題主要研究目的與內(nèi)容
第2章 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗設(shè)備及方法
        2.2.1 激光焊接系統(tǒng)及焊接方法
        2.2.2 接頭顯微組織檢測設(shè)備及方法
        2.2.3 接頭力學(xué)性能檢測設(shè)備及方法
        2.2.4 有限元分析方法
第3章 鈦合金/鋁合金激光焊接頭溫度場數(shù)值分析
    3.1 焊接過程的傳熱分析及求解方法
        3.1.1 焊接過程的傳熱分析
        3.1.2 控制方程
        3.1.3 邊界條件與初始條件
    3.2 構(gòu)建有限元模型
        3.2.1 熱源模型的選擇
        3.2.2 模型建立與網(wǎng)格劃分
        3.2.3 母材的物理性質(zhì)
    3.3 分析結(jié)果
        3.3.1 焊接溫度場分布
        3.3.2 焊接熱循環(huán)曲線
        3.3.3 計算結(jié)果驗證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 鈦合金/鋁合金直接激光焊接頭界面成形及組織特點
    4.1 光束偏向鈦合金時熔池金屬流動與界面成形特點
    4.2 光束偏向鈦合金時接頭界面的組織特點
    4.3 光束偏向鈦合金時工藝參數(shù)對界面成形及組織的影響
        4.3.1 光束偏移量的影響
        4.3.2 激光功率的影響
        4.3.3 脈沖寬度的影響
        4.3.4 脈沖頻率的影響
    4.4 光束偏向鋁合金時接頭界面的組織特點
    4.5 光束偏向鋁合金時工藝參數(shù)對界面成形及組織的影響
        4.5.1 光束偏移量的影響
        4.5.2 激光功率的影響
        4.5.3 脈沖寬度的影響
        4.5.4 脈沖頻率的影響
    4.6 本章小結(jié)
第5章 鈦合金/鋁合金直接激光焊接頭力學(xué)性能
    5.1 光束偏向鈦合金時工藝參數(shù)對接頭力學(xué)性能的影響
        5.1.1 光束偏移量的影響
        5.1.2 激光功率的影響
        5.1.3 脈沖寬度的影響
        5.1.4 脈沖頻率的影響
    5.2 光束偏向鋁合金時工藝參數(shù)對接頭力學(xué)性能的影響
        5.2.1 光束偏移量的影響
        5.2.2 激光功率的影響
        5.2.3 脈沖寬度的影響
        5.2.4 脈沖頻率的影響
    5.3 接頭的斷裂形式
    5.4 本章小結(jié)
第6章 添加中間層的鈦合金/鋁合金激光焊接頭組織及力學(xué)性能
    6.1 添加Nb中間層接頭的組織和力學(xué)性能
        6.1.1 光束偏移量對添加Nb中間層接頭界面成形的影響
        6.1.2 添加Nb中間層接頭的界面組織特點
        6.1.3 添加Nb中間層接頭的力學(xué)性能
    6.2 添加V中間層接頭的組織和力學(xué)性能
        6.2.1 光束偏移量對添加V中間層接頭界面成形的影響
        6.2.2 添加V中間層接頭的界面組織特點
        6.2.3 添加V中間層接頭的力學(xué)性能
    6.3 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及在學(xué)期間所取得的科研成果
致謝



本文編號：3760167