影响TC4钛合金电子束焊焊缝形状因素的研究

论文摘要

近年来,钛合金的电子束焊接在武器装备上日趋得到广泛应用。然而,在进行大厚度件钛合金电子束焊接时,常常发现焊接构件的性能很不稳定。根据以往的经验,焊缝形状是影响接头性能的一个重要因素。为此,需要探索影响电子束焊接焊缝形状的一些因素,如聚焦电流、电子束流和焊接速度等工艺参数。此外,一些有利于改变焊缝形状、改善接头性能的工艺方法和手段,也需要进行研究探索。本文针对TC4钛合金材料,进行了两个方面的试验研究。一方面,在不同焊接工艺参数条件下,进行系列电子束焊接试验,焊后对试件进行焊缝形状的分析测试,旨在找出电子束焊接工艺参数对焊缝形状的影响规律。另一方面,进行电子束扫描焊接工艺试验,分析电子束扫描焊接对比于常规电子束焊接和大散焦电子束焊接的特点和优点。试验结果表明,电子束焊接工艺参数中,聚焦电流对焊缝形状的影响作用较大,随着聚焦电流的变化,焊缝形状各异。焊接速度对焊缝形状的影响作用较聚焦电流要小,焊接速度不同,焊缝整体形状也有所不同,但差异不大。电子束流对焊缝形状的影响作用较小,电子束流变化时,焊缝形状的变化近似于整体缩放。通过研究电子束扫描焊接工艺方法发现,与常规电子束焊接相比,电子束扫描焊接发挥了两个主要作用,一是有效地改变了焊缝形状;另一个就是改善了焊缝区硬度分布水平。与大散焦电子束焊接相比,电子束扫描焊接没有明显的不同,尤其是在焊缝形状和接头力学性能上,两种方法都难分彼此。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 钛合金组织结构特点及焊接性
• 1.2.1 钛合金的组织结构特点
• 1.2.2 钛合金的焊接性
• 1.3 电子束焊接技术概述
• 1.3.1 电子束焊接技术的历史和现状
• 1.3.2 电子束焊接技术的原理和特征
• 1.3.3 电子束焊接技术的应用
• 1.4 研究内容和方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 第二章 试验材料及方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 电子束焊接工艺试验
• 2.2.2 热处理试验
• 2.2.3 焊缝形状观测
• 2.2.4 显微组织分析
• 2.2.5 硬度试验
• 2.2.6 常温拉伸试验
• 本章小结
• 第三章 焊接工艺参数对焊缝形状的影响
• 3.1 聚焦电流对焊缝形状的影响
• 3.2 电子束流对焊缝形状的影响
• 3.3 焊接速度对焊缝形状的影响
• 3.4 讨论
• 3.4.1 加速电压，工作距离和真空度对焊缝形状的影响
• 3.4.2 束流品质对焊缝形状的影响
• 本章小结
• 第四章 电子束扫描焊接方法
• 4.1 电子束扫描焊接与常规电子束焊接对比
• 4.1.1 焊缝形状分析
• 4.1.2 力学性能试验结果分析
• 4.2 电子束扫描焊接与大散焦电子束焊接相关性
• 4.2.1 焊缝形状分析
• 4.2.2 焊接接头力学性能试验结果分析
• 4.3 焊接接头显微组织分析
• 4.4 讨论
• 4.4.1 晶粒细化理论
• 4.4.2 电子束扫描焊接的特点和优点
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢