本文關(guān)鍵詞：鈦合金脈沖激光焊接工藝的研究

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【摘要】：鈦合金由于密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn),被大量應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。在鈦合金的眾多焊接方法中,脈沖激光焊接具有能量密度高、焊縫及熱影響區(qū)小、工件變形小等優(yōu)點(diǎn)而得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在航空航天的鈦合金壁板結(jié)構(gòu)件的激光焊接中氣孔是常見(jiàn)的缺陷,它的存在嚴(yán)重影響了鈦合金結(jié)構(gòu)的疲勞性能。本文以3mm厚TC4鈦合金板為研究對(duì)象,研究脈沖頻率、激光功率、焊接速度、脈沖寬度等工藝參數(shù)對(duì)鈦合金脈沖激光焊接的焊縫成形及焊縫中氣孔的影響。通過(guò)考察焊縫成形及焊縫中氣孔的可知:脈沖頻率對(duì)焊縫成形和焊縫中的氣孔影響最大,脈沖頻率過(guò)大或者過(guò)小均不利于焊縫成形和焊縫中氣孔的控制;激光功率是焊縫中氣孔形成的基本原因,焊縫中的氣孔率與激光功率之間不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系;焊接速度對(duì)焊縫中氣孔的影響較為復(fù)雜它與激光焊接過(guò)程中小孔的穩(wěn)定性有關(guān);脈沖寬度對(duì)焊縫中的氣孔影響較為簡(jiǎn)單,焊縫中的氣孔隨脈沖寬度的增加而減少。另外,本文還對(duì)兩種激光輸出形式的焊接工藝進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)連續(xù)激光焊接和脈沖激光焊接均可使被焊鈦合金試樣得到較為理想的焊縫成形和較高的抗拉強(qiáng)度。但是由于脈沖激光的能量輸出有間歇性,熔池的攪拌更加劇烈,使得焊縫中各種元素的分布更加均勻。所以脈沖激光焊接所獲得焊縫質(zhì)量更優(yōu)異,焊接接頭的顯微硬度更大抗拉強(qiáng)度更強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：鈦合金 脈沖激光焊接 氣孔 焊接工藝對(duì)比
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 鈦合金的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)10-12
• 1.3 鈦合金的焊接性研究12-14
• 1.4. 鈦合金焊接技術(shù)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.5 鈦合金的脈沖激光焊接研究現(xiàn)狀17-19
• 1.6 本課題的研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、材料及方法20-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法21-22
• 2.3 試樣制備及相關(guān)測(cè)試方法22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 鈦合金脈沖激光焊接工藝研究26-39
• 3.1 脈沖頻率與焊縫成形的關(guān)系26-30
• 3.2 激光峰值功率與焊縫成形的關(guān)系30-32
• 3.3 激光焊接速度與焊縫成形的關(guān)系32-35
• 3.4 脈寬與焊縫成形的關(guān)系35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 脈沖激光焊接接頭氣孔研究39-55
• 4.1 脈沖頻率與焊縫中氣孔分布的關(guān)系39-42
• 4.2 激光峰值功率與焊縫中的氣孔分布關(guān)系42-45
• 4.3 激光焊接速度與焊縫中氣孔分布的關(guān)系45-49
• 4.4 脈寬與焊縫中氣孔分布的關(guān)系49-52
• 4.5 鈦合金激光焊氣孔的形成機(jī)理及控制措施52-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 5 不同能量輸出形式對(duì)焊接工藝的影響55-65
• 5.1 鈦合金連續(xù)和脈沖激光焊接工藝焊縫成形對(duì)比55-61
• 5.1.1 鈦合金的連續(xù)激光焊接工藝焊縫成形55-58
• 5.1.2 鈦合金的脈沖激光焊的焊縫成形58-61
• 5.2 焊接接頭的顯微硬度測(cè)試61-63
• 5.3 焊接接頭拉伸性能分析63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 6 全文總結(jié)和展望65-67
• 6.1 全文總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71

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本文編號(hào)：963717