论文题目: 铝合金、钛合金电子束焊接接头组织、性能和焊接性能研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 常艳君
导师: 董俊慧
关键词: 铝合金,钛合金,电子束焊接,显微组织,力学性能
文献来源: 内蒙古工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 轻质合金材料具有比强度高、耐蚀、耐热性能好等特点,在国防、航空、航天工业中广泛应用。但是其可焊性差,加工工艺不佳。轻质合金的高能密度焊接是当今世界焊接工艺研究的热点。因此,研究铝合金、钛合金电子束焊接接头组织和性能及其焊接性能,不仅可以丰富电子束焊接的理论知识,而且对指导实际生产具有重要意义。本研究针对国防工业常用的6061-T6铝合金,采用真空电子束焊接方法,在多种工艺条件下进行了施焊,通过金相分析、力学性能试验、X射线衍射和SEM技术研究了对接接头的显微组织与结构、力学性能和断口形貌特征。另外,通过改变坡口表面焊前清理、焊片除气、预热、重熔以及焊接工艺参数,重点分析研究了铝合金焊缝气孔产生倾向和焊缝裂纹的产生原因,找到了减少铝合金焊缝气孔和避免产生焊缝裂纹的最佳工艺措施。此外,对航天航空常用的TC4钛合金材料的真空电子束焊接接头的显微组织、结构、力学性能和断口形貌特征也进行了研究。取得的主要研究结果为:⒈焊前采用细砂纸磨光,再用丙酮清洗坡口,在焊接工艺参数适宜的情况下,铝焊缝气孔数减少;随着热输入的增加,铝焊缝气孔数减少;预热和重熔不仅可以修饰焊缝表面成形,还可以有效减少铝焊缝的气孔数。⒉预热和重熔使得焊缝区和熔合区的等轴晶和胞状树枝晶比较粗大,Mg2Si相的数量减少,导致了铝合金电子束焊接接头的强度、塑性和硬度降低,但仍然高于钨极氩弧焊焊接接头的强度、塑性和硬度。⒊对接接头添加焊片且随着厚度的增加,铝合金焊接接头的抗裂性较好,焊缝产生的裂纹率显著减小。⒋钛合金电子束焊接接头的焊缝组织是由部分柱状晶和细针状αˊ相组成,近缝区组织为αˊ相和部分α相的混合物,靠近母材热影响区组织为α〞相和部分α相的混合物。⒌钛合金焊接接头抗拉强度接近或略高于基材,并保持较高的塑性和韧性,断裂主要发生在母材处。拉伸断口微观形貌为圆形微坑状的等轴韧窝和沿晶韧窝。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 与本文研究相关的文献综述
1.2.1 电子束的基本特点和应用现状
1.2.2 电子束焊接冶金及接头组织、基本力学行为研究
1.2.3 电子束焊接气孔和裂纹的研究
1.2.4 电子束焊接接头断裂问题研究进展
1.3 本文主要研究内容
第二章 实验材料及方法
2.1 实验材料
2.2 试板、试件制备
2.3 焊接实验方法
2.3.1 焊接工艺
2.3.2 焊接接头显微组织观察
2.3.3 焊接接头硬度测试
2.3.4 焊接接头基本力学性能的确定
2.3.5 断口形貌分析
2.3.6 产生气孔的倾向
2.3.7 产生裂纹的倾向
第三章 铝合金焊接接头显微组织、结构分析
3.1 显微组织与结构的分析
3.1.1 宏观组织
3.1.2 显微组织
3.2 小结
第四章 铝合金焊接接头的力学性能
4.1 焊接接头硬度实验结果分析
4.2 焊接接头力学性能实验结果分析
4.3 断口形貌分析
4.4 小结
第五章 铝合金焊接接头产生气孔和裂纹的倾向
5.1 焊接接头产生气孔的倾向分析
5.1.1 用同一焊接工艺参数，采用不同清理方法产生气孔的倾向
5.1.2 焊片焊前除气状态对焊缝中气孔数的影响
5.1.3 焊接工艺参数对焊缝气孔数的影响
5.1.4 预热和重熔对焊缝气孔数的影响
5.2 焊接接头产生裂纹的倾向
5.3 小结
第六章 钛合金焊接接头的显微组织、力学性能和断口分析
6.1 显微组织分析
6.2 力学性能分析
6.2.1 力学性能
6.2.2 硬度
6.3 断口形貌分析
6.4 小结
第七章 全文总结
参考文献
攻读硕士学位期间完成的论文
致谢
发布时间: 2007-03-07
参考文献
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