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《鈦合金窄間隙tig焊接頭強(qiáng)化機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、大摘要鈦合金窄間隙TIG焊接頭強(qiáng)化機(jī)理研究大摘要鈦?zhàn)鳛橐环N優(yōu)良的結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、綜合性能優(yōu)異、比強(qiáng)度高，比剛度高，良好的加工性，極強(qiáng)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(yùn)用在石油、化工、醫(yī)藥、能源，體育，交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，逐步取代各種金屬材料，在短時(shí)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(huì)大大提升部分特殊裝備的性能，隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)的
2、發(fā)展，鈦及其合金在未來(lái)的民用和軍用領(lǐng)域都將迎來(lái)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(guó)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(lái)愈廣泛。因此，必須研究相關(guān)厚板鈦合金焊接技術(shù)來(lái)達(dá)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(jì)的優(yōu)越性。鑒于窄間隙焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，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(shí)，焊接接頭會(huì)產(chǎn)生一種“嚙合”效應(yīng)，即采用強(qiáng)度級(jí)別低于母材的焊絲進(jìn)行窄間隙焊接時(shí)，焊后接頭的強(qiáng)度可以與母材等強(qiáng)。本課題通過(guò)鈦合金窄間隙焊接試驗(yàn)研究焊接接頭的強(qiáng)化，分析窄間隙焊接接頭在承受載荷時(shí)產(chǎn)生“嚙合效應(yīng)”的機(jī)理。這一成果將填補(bǔ)我國(guó)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(shí)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(jìn)一步證實(shí)接頭強(qiáng)度提高的程度以及分析接頭的強(qiáng)化機(jī)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(hào)的焊絲TA2、2B、BT6cb對(duì)鈦合金板材進(jìn)行了窄間隙焊接。設(shè)計(jì)焊接接頭的破口為“I”型、采用中間堆焊后對(duì)接并實(shí)施雙面對(duì)稱(chēng)TIG焊接。同時(shí)也測(cè)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(qiáng)度的TA2和2B焊絲焊接高強(qiáng)鈦合金，接頭強(qiáng)度比焊絲熔敷金屬的強(qiáng)度又了很大的提高，TA2焊絲接頭從熔敷金屬的抗拉強(qiáng)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(dá)到母材強(qiáng)度的90%可視
5、為等強(qiáng)，BT6cb焊絲是TC4的配套焊絲，焊接接頭強(qiáng)度均與母材等強(qiáng)。分析了窄間隙多道焊熱循環(huán)對(duì)焊縫金屬的作用，多次熱循環(huán)相當(dāng)于對(duì)焊縫金屬進(jìn)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(shí)擴(kuò)散的合金元素（Al、V）每增加大約10mm厚度增加0.4個(gè)百分點(diǎn)；每增加1mm間隙合金元素（Al、V）擴(kuò)散減小0.25個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)Al含量小于7%情況下每增加10mm厚度即可增加抗拉強(qiáng)度19.6MPa；每增加1mm的間隙減小抗拉強(qiáng)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(qiáng)度重要的因數(shù)。分析了拉伸硬化對(duì)接頭強(qiáng)度提高的作用。根據(jù)實(shí)測(cè)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)初步建立了焊接接頭的等強(qiáng)面積圖。分析了低匹配焊縫熔敷金屬在高強(qiáng)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(qiáng)度隨拘束度的增加而升高，升高的強(qiáng)度可達(dá)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(guò)渡強(qiáng)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(qiáng)化機(jī)理；嚙合效應(yīng)大摘要ResearchonstrengtheningmechanismoftitaniumalloyjointedbyTIGnarrowgapweldingAbstractAsgoodstructuralmaterials,Titaniumalloyshavelowdensity,excellentperformanceinhighandlowtemperatureconditions,highspecificstrength,highsti
8、ffnessratio,goodperformanceofcorrosionresistance,thenfirstusewidelyinaviation,aerospace,ship,marineengineering,steelandotherindustries,andbecameindispensablequalitystructuralmateri
