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《鈦合金窄間隙tig焊接頭強化機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大摘要鈦合金窄間隙TIG焊接頭強化機理研究大摘要鈦作為一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、綜合性能優(yōu)異、比強度高，比剛度高，良好的加工性，極強的抗腐蝕性能，因此首先被廣泛的應(yīng)用于航空、航天、艦船、海洋工程、兵器等行業(yè)，成為軍事工業(yè)不可或缺的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。除此之外，鈦及其合金在很多化學(xué)介質(zhì)中優(yōu)異的耐腐蝕性能及其它綜合性能，又被運用在石油、化工、醫(yī)藥、能源，體育，交通運輸?shù)阮I(lǐng)域，逐步取代各種金屬材料，在短時間內(nèi)躍居金屬材料使用的第三位。鈦及鈦合金的性能毋庸置疑，鈦及鈦合金的應(yīng)用也會大大提升部分特殊裝備的性能，隨著各國經(jīng)濟的
2、發(fā)展，鈦及其合金在未來的民用和軍用領(lǐng)域都將迎來快速的發(fā)展。因而鈦及鈦合金有不可估量的發(fā)展前景。隨著現(xiàn)代工業(yè)及國防裝備的日趨大型化、高參數(shù)化，厚板、超厚板焊接金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也愈來愈廣泛。因此，必須研究相關(guān)厚板鈦合金焊接技術(shù)來達到構(gòu)件在各方面的性能要求，為此而有了窄間隙和超窄間隙焊接技術(shù)，與傳統(tǒng)焊接技術(shù)相比，窄間隙焊接具有諸多技術(shù)與經(jīng)濟的優(yōu)越性。鑒于窄間隙焊接技術(shù)的優(yōu)點，該技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中厚板焊接的首選技術(shù)。就鈦合金這一性能優(yōu)越的材料而言，俄羅斯就是采用了窄間隙這種特殊的焊接方法。據(jù)有關(guān)資料，顯示當(dāng)厚板鈦合金在
3、采用手工TIG窄間隙焊接時，焊接接頭會產(chǎn)生一種“嚙合”效應(yīng)，即采用強度級別低于母材的焊絲進行窄間隙焊接時，焊后接頭的強度可以與母材等強。本課題通過鈦合金窄間隙焊接試驗研究焊接接頭的強化，分析窄間隙焊接接頭在承受載荷時產(chǎn)生“嚙合效應(yīng)”的機理。這一成果將填補我國在鈦合金厚板窄間隙焊接技術(shù)的空白，為鈦合金厚板窄間隙焊接提供焊接生產(chǎn)指導(dǎo)，同時也為超細(xì)晶粒鋼的焊接提供借鑒。鈦合金厚板窄間隙焊接選用低匹配焊絲焊接后，焊接接頭力學(xué)性能得到大大提高。為了進一步證實接頭強度提高的程度以及分析接頭的強化機理，根據(jù)研究要求，選用了33m
4、m、44mm、66mm三種厚度的Ti6V4V合金板材，采用三種不同牌號的焊絲TA2、2B、BT6cb對鈦合金板材進行了窄間隙焊接。設(shè)計焊接接頭的破口為“I”型、采用中間堆焊后對接并實施雙面對稱TIG焊接。同時也測試了三種焊絲的熔敷金屬的力學(xué)性能。分析了厚板鈦合金窄間隙焊接接頭力學(xué)性能的分析，在采用低于母材強度的TA2和2B焊絲焊接高強鈦合金，接頭強度比焊絲熔敷金屬的強度又了很大的提高，TA2焊絲接頭從熔敷金屬的抗拉強度的510MPa提高到740MPa左右，2B焊大摘要絲接頭也有了很大的提高，達到母材強度的90%可視
5、為等強，BT6cb焊絲是TC4的配套焊絲，焊接接頭強度均與母材等強。分析了窄間隙多道焊熱循環(huán)對焊縫金屬的作用，多次熱循環(huán)相當(dāng)于對焊縫金屬進行正火作用，減小了焊接組織的晶粒尺寸，提高了接頭的力學(xué)性能。厚度增加時擴散的合金元素（Al、V）每增加大約10mm厚度增加0.4個百分點；每增加1mm間隙合金元素（Al、V）擴散減小0.25個百分點。當(dāng)Al含量小于7%情況下每增加10mm厚度即可增加抗拉強度19.6MPa；每增加1mm的間隙減小抗拉強度12.25MPa。分析了窄間隙低匹配TIG焊焊接工藝條件下，焊縫的組織形態(tài)。在
6、這種焊接工藝下接頭形成了比較好的鈦合金組織，如鈦合金馬氏體，網(wǎng)狀組織，這些也是提高接頭強度重要的因數(shù)。分析了拉伸硬化對接頭強度提高的作用。根據(jù)實測的試驗數(shù)據(jù)初步建立了焊接接頭的等強面積圖。分析了低匹配焊縫熔敷金屬在高強度母材中應(yīng)力分布，母材在發(fā)生屈服以前，焊縫金屬的屈服強度隨拘束度的增加而升高，升高的強度可達3倍左右。分析指出焊縫金屬的屈服是與母材的拘束程度有關(guān)系，隨著拉伸應(yīng)力的加大，母材發(fā)生屈服，使拘束度減小，從而使焊縫金屬在母材屈服前發(fā)生屈服，因而低匹配焊縫金屬的屈服始終是低于母材的，結(jié)合合金元素過渡強化可知，
7、這種屈服首先是發(fā)生在焊縫中間的。關(guān)鍵詞：鈦合金；窄間隙；強化機理；嚙合效應(yīng)大摘要ResearchonstrengtheningmechanismoftitaniumalloyjointedbyTIGnarrowgapweldingAbstractAsgoodstructuralmaterials,Titaniumalloyshavelowdensity,excellentperformanceinhighandlowtemperatureconditions,highspecificstrength,highsti
8、ffnessratio,goodperformanceofcorrosionresistance,thenfirstusewidelyinaviation,aerospace,ship,marineengineering,steelandotherindustries,andbecameindispensablequalitystructuralmateri
