鈦與鋁熱物理性能相差大,采用傳統(tǒng)熔焊方法進行連接時易生成Ti-Al脆性金屬間化合物,Ti/Al異質(zhì)合金被認為難以實現(xiàn)熔焊連接。本文采用SA11100、 SA14043、SA14047及SA15356焊絲針對TA15鈦合金與2024Al、5A06Al合金進行填絲鎢極氬弧焊(GTAW)連接,研究焊絲合金成分及鋁合金母材對接頭組織特征的影響。焊絲成分對接頭顯微組織具有較大的影響,鋁合金母材對接頭組織的影響很小。采用Al-Si系焊絲SA14047時,獲得的Ti/Al GTAW接頭焊縫中脆性析出相數(shù)量少,接頭厚度方向Ti/Al過渡區(qū)組織差異較小且反應(yīng)層平均厚度較小,組織性能較好。采用其它三種焊絲時Ti/Al過渡區(qū)厚度大且存在裂紋,接頭厚度方向過渡區(qū)組織差異大。采用SA14043焊絲對RuTi/1060Al異質(zhì)合金進行脈沖熔化極氬弧焊(P-GMAW)連接,研究焊接熱輸入對接頭組織特征的影響。焊接熱輸入對Ti/Al P-GMAW接頭焊縫及Ti/Al過渡區(qū)顯微組織具有較大的影響。焊接熱輸入較低時,焊縫中形成了尺寸較小的顆粒狀或短棒狀析出相,鈦合金與焊縫之間形成一層鋸齒狀的過渡區(qū)；焊接熱輸入較大時,焊縫...

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景及目的意義
        1.1.1 課題研究背景
        1.1.2 課題研究目的意義
    1.2 Ti/Al異質(zhì)合金熔焊難點
    1.3 國內(nèi)外Ti/Al異質(zhì)合金連接研究現(xiàn)狀
        1.3.1 Ti/Al異質(zhì)合金連接方法
        1.3.2 Ti/Al熔-釬焊工藝改進
        1.3.3 Ti/Al熔-釬焊接頭結(jié)合機制
        1.3.4 Ti/Al熔-釬焊裂紋及斷裂行為
    1.4 課題研究主要內(nèi)容
第2章 試驗材料及研究方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 鈦合金母材
        2.1.2 鋁合金母材
        2.1.3 合金焊絲及保護氣體
    2.2 氬弧焊設(shè)備及工藝
        2.2.1 填絲鎢極氬弧焊
        2.2.2 脈沖熔化極氬弧焊
    2.3 試驗設(shè)計思路
    2.4 試驗及研究方法
第3章 Ti/Al填絲鎢極氬弧焊接頭顯微組織
    引言
    3.1 Ti/Al填絲GTAW接頭母材及焊縫顯微組織
        3.1.1 Ti/Al接頭成形
        3.1.2 鋁側(cè)焊接熱影響區(qū)顯微組織
        3.1.3 鈦側(cè)焊接熱影響區(qū)顯微組織
        3.1.4 焊縫顯微組織
    3.2 Ti/Al填絲GTAW接頭鋁側(cè)熔合區(qū)顯微組織
        3.2.1 TA15/2024Al接頭鋁側(cè)熔合區(qū)
        3.2.2 TA15/5A06Al接頭鋁側(cè)熔合區(qū)
    3.3 Ti/Al填絲GTAW接頭Ti/Al過渡區(qū)顯微組織
        3.3.1 焊絲合金成分對Ti/Al過渡區(qū)組織的影響
        3.3.2 鋁母材對Ti/Al過渡區(qū)組織的影響
        3.3.3 接頭厚度方向Ti/Al過渡區(qū)顯微組織
        3.3.4 Ti/Al過渡區(qū)附近顯微硬度分布
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Ti/Al脈沖熔化極氬弧焊接頭顯微組織
    引言
    4.1 RuTi/1060Al P-GMAW接頭母材及焊縫顯微組織
        4.1.1 Ti/Al接頭成形
        4.1.2 RuTi鈦合金焊接熱影響區(qū)
        4.1.3 焊縫顯微組織
    4.2 1060Al側(cè)熔合區(qū)組織特征
        4.2.1 焊接熱輸入對1060Al側(cè)熔合區(qū)組織的影響
        4.2.2 1060Al側(cè)熔合區(qū)附近顯微硬度分布
    4.3 RuTi鈦合金側(cè)Ti/Al過渡區(qū)組織特征
        4.3.1 焊接熱輸入對Ti/Al過渡區(qū)組織特征的影響
        4.3.2 Ti/Al過渡區(qū)附近顯微硬度分布
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Ti/Al氬弧焊接頭Ti/Al過渡區(qū)相結(jié)構(gòu)及連接機制
    引言
    5.1 Ti/Al氬弧焊接頭Ti/Al過渡區(qū)相結(jié)構(gòu)
        5.1.1 TA15/2024Al填絲GTAW接頭過渡區(qū)相結(jié)構(gòu)
        5.1.2 RuTi/1060Al P-GMAW接頭過渡區(qū)相結(jié)構(gòu)
    5.2 Ti/Al氬弧焊接頭Ti/Al過渡區(qū)附近元素分布
        5.2.1 TA15/2024Al填GTAW接頭過渡區(qū)附近元素分布
        5.2.2 RuTi/1060Al P-GMAW接頭過渡區(qū)附近元素分布
    5.3 Ti/Al異質(zhì)合金氬弧焊連接機制
        5.3.1 Ti/Al氬弧焊接頭Ti/Al過渡區(qū)的形成
        5.3.2 Ti/Al氬弧焊過程中Si元素的擴散行為
    5.4 本章小結(jié)
第6章 Ti/Al異質(zhì)合金氬弧焊接頭裂紋及斷裂分析
    引言
    6.1 TA15/2024Al填GTAW接頭焊接裂紋
        6.1.1 鋁側(cè)焊接熱影響區(qū)裂紋
        6.1.2 焊縫裂紋
        6.1.3 Ti/Al過渡區(qū)裂紋
    6.2 TA15/2024Al填絲GTAW接頭Ti/Al過渡區(qū)應(yīng)力分布的影響
        6.2.1 鈦合金上表面Ti/Al過渡區(qū)應(yīng)力
        6.2.2 對接區(qū)Ti/Al過渡區(qū)附近應(yīng)力
        6.2.3 Ti/Al過渡區(qū)裂紋的起源與擴展
    6.3 TA15/2024Al填GTAW接頭強度及斷裂分析
        6.3.1 TA15/2024Al接頭抗拉強度
        6.3.2 TA15/2024Al接頭斷裂行為
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論
本文的主要創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
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附件
學位論文評閱及答辯情況表



本文編號：3810196