本文關鍵詞：鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊接成形性及其組織性能研究

  更多相關文章： 激光焊接 反射墊板 誘導增效能場 TC4鈦合金 活性劑 顯微組織 力學性能

【摘要】：鈦合金薄板的高品質高效焊接成形,是“輕量化設計與制造”這一工程熱點研究領域中的一個重要研究主題,激光焊接則是鈦合金薄板焊接成形的主要方法之一。激光焊接過程中,當激光能量超過一定閾值后,其不僅會由熱導焊向具有“小孔效應”的深熔焊轉變,而且深熔焊焊縫形貌也會由“V”形向“X”形轉變。顯然,“X”形焊縫要較“V”形焊縫具有更好的力學性能,而且其焊接變形也小,故鈦合金薄板激光深熔焊成形時更希望獲得“X”形焊縫。然而,鈦合金薄板激光深熔焊成形獲得“X”形焊縫所對應的激光能量閾值一般較高。高的激光能量閾值,勢必會引起焊接接頭組織惡化等一系列問題,進而對焊接成形性產生不利影響�？梢�,降低鈦合金薄板激光“X”形深熔焊成形所需能量閾值的研究,對于鈦合金薄板的高品質高效焊接成形具有重要的理論意義和現實意義。本文基于課題組前期提出的新型薄板高效激光焊接方法—背反射誘導增效激光焊對鈦合金薄板進行了對焊研究,所開展的工作和取得的主要結果如下:(1)研究了影響鈦合金薄板常規(guī)激光焊接成形性的能量因素,發(fā)現其遵守功率密度和線能量密度雙閾值,耦合出本文實驗條件下常規(guī)激光焊接“V”形焊縫的工藝參數,以此為基礎進行了背反射誘導增效激光焊接實驗,繪制了鈦合金薄板激光焊接的P-V圖,得出薄板全熔透焊接成形是背反射誘導增效激光焊接增效能場形成的必要條件。(2)研究了反射墊板狀態(tài)對鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊焊接成形性的影響。結果表明:反射墊板距施焊薄板間的距離對成形性的影響最大,反射墊板材質影響次之,反射墊板表面狀態(tài)對成形性影響最小。當反射墊板距離為0.1mm、反射墊板材質為鋁板且其表面光滑時,鈦合金薄板焊接成形性最好。(3)研究了活性劑對鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊焊接成形性的影響,分析了不活性劑種類、涂覆位置和涂覆厚度對成形的影響規(guī)律。結果表明:活性劑涂覆位置對成形性的影響最大,活性劑種類次之,活性劑厚度對焊接成形的影響最小。尤其是,當在薄板正面涂敷活性劑時,其成形性得到明顯提升。(4)研究了不加反射墊板、增加反射墊板和既增加反射墊板又添加活性劑時鈦合金薄板焊接接頭的組織及性能。研究發(fā)現:增加反射墊板后,焊縫區(qū)馬氏體組織定向生長趨勢明顯減輕且針狀馬氏體組織變得粗大;而涂覆活性劑后,β柱狀晶及β柱狀晶內的馬氏體組織得到明顯細化;同時,增加反射墊板后拉伸強度達到母材的91%,較不加墊板時提高了近20%。
【關鍵詞】：激光焊接 反射墊板 誘導增效能場 TC4鈦合金 活性劑 顯微組織 力學性能
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景12
• 1.2 激光焊接分類及其特點12-14
• 1.2.1 激光焊接分類12-13
• 1.2.2 激光焊接的特點13-14
• 1.2.3 焊接接頭表面顏色和質量的關系14
• 1.3 鈦合金薄板激光焊接成形的研究現狀14-16
• 1.3.1 鈦合金薄板的優(yōu)點及用途14-15
• 1.3.2 鈦合金薄板激光焊接研究現狀15-16
• 1.3.4 鈦合金薄板激光焊接存在的難點或問題16
• 1.4 背反射誘導增效激光焊接方法簡介及研究成果16-19
• 1.4.1 背反射誘導增效激光焊接方法簡介16-17
• 1.4.2 前期背反射誘導增效激光焊接研究成果17-19
• 1.5 本文研究目的和研究內容19-20
• 1.5.1 研究目的19-20
• 1.5.2 研究內容20
• 1.6 本章小結20-21
• 第二章 鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊接成形穩(wěn)定性的研究21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗材料與試驗方法21-22
• 2.2.1 實驗材料21-22
• 2.2.2 實驗設備22
• 2.3 鈦合金薄板激光全熔透焊接成形工藝參數研究22-30
• 2.3.1 激光功率密度對焊接成形的影響23-26
• 2.3.2 線能量密度對焊接成形的影響26-28
• 2.3.3 鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊接實驗28-30
• 2.4 鈦合金薄板背反射誘導增效能場穩(wěn)定形成研究30-31
• 2.5 本章小結31-33
• 第三章 反射墊板狀態(tài)對鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊接成形性的影響33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 反射墊板狀態(tài)對焊接成形性的影響33-41
• 3.2.1 反射墊板材質對焊接成形性的影響33-36
• 3.2.3 反射墊板距待施焊薄板間的距離對焊接成形性的影響36-39
• 3.2.4 反射墊板表面狀態(tài)對焊接成形性的影響39-41
• 3.3 本章小結41-42
• 第四章 活性劑對鈦合金薄板背反射誘導增效激光焊接焊接成形性的影響42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 活性劑的預處理和焊接工藝參數優(yōu)化42-44
• 4.2.1 活性劑的預處理42
• 4.2.2 焊接工藝參數優(yōu)化42-44
• 4.3 活性劑種類對焊接成形性的影響44-46
• 4.4 活性劑涂覆厚度對焊接成形性的影響46-48
• 4.5 活性劑涂覆位置對焊接成形性的影響48-51
• 4.5.1 活性劑涂敷在焊縫背面48-50
• 4.5.2 活性劑涂敷在焊縫的正面和背面50-51
• 4.6 活性劑作用原理51-52
• 4.7 本章小結52-53
• 第五章 背反射誘導增效激光焊對接頭組織和性能的影響53-63
• 5.1 引言53
• 5.2 焊接試樣的選擇和組織性能分析方法53-55
• 5.2.1 焊接試樣選擇53-54
• 5.2.2 微觀組織分析方法54
• 5.2.3 拉伸性能分析方法54-55
• 5.2.4 硬度分析方法55
• 5.2.5 TC4鈦合金薄板金相組織55
• 5.3 實驗結果與分析55-62
• 5.3.1 常規(guī)焊和增加反射墊板后焊接接頭組織形貌分析55-58
• 5.3.2 涂覆不同厚度活性劑后焊接接頭組織形貌分析58-59
• 5.3.3 不同工藝下焊接接頭的力學性能59-61
• 5.3.4 未涂覆活性劑和涂覆活性劑下接頭顯微硬度分布61-62
• 5.4 本章小結62-63
• 第六章 全文總結與展望63-66
• 6.1 全文總結63-64
• 6.2 本文研究的特色與創(chuàng)新之處64
• 6.3 后繼研究工作展望64-66
• 參考文獻66-69
• 致謝69-70
• 攻讀碩士學位期間科研成果70

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 黃光勝;楊蕓;Janne Halme;Peter Lund;;用背反射提高染料敏化太陽能電池光電轉換效率的研究[J];功能材料;2009年04期

中國重要會議論文全文數據庫 前2條

1 廖乾初;藍芬蘭;;在背反射電子象中物質襯度效應的數學分析[A];第六次全國電子顯微學會議論文摘要集[C];1990年

2 劉成;葉曉軍;王小順;周麗華;錢子R，

本文編號：937864