论文摘要
TC4钛合金是20世纪50年代研究应用的一种中等强度的α-β两相型钛合金,它含有6%的α稳定元素A1和4%的β稳定元素V。在航天、海洋工程、化工、汽车制造等领域的应用也越来越广。随着钛合金材料的广泛应用,焊接问题日益突出,常用的钛合金焊接方法有钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。同时,为保证焊缝接头的可靠性,国内外较多采用自动焊接,并且,对接头填充材料,保护气体,焊接工艺规范参数,焊接过程,质量监控等都有相应的技术要求,亦较为严格。主要是因为钛及钛合金在高温下对氧、氮、氢和碳等具有极大的亲合力,焊接过程中易产生氧化,造成热裂纹倾向,影响焊接接头质量。本文通过对钛及钛合金的焊接性分析,结合公司实际使用的TC4钛合金和实际生产情况,制订了研究路线和技术方案。确定了以1.5mm厚和7mm厚的材料作为研究内容。在焊接工艺设计中,着重针对1.5mm厚的TC4钛合金易变形的问题,设计制作了相关真空电子束焊接的专用的工艺装备,确保了试样和样件的焊后尺寸。同时,对焊接接头装配定位焊接、焊接程序、焊接工艺参数优化及其控制等进行了具体的设计和施焊过程控制。对试样和样件的焊缝进行X光探伤,机械性能试验,达到了设计要求。在对7mm厚的TC4钛合金进行焊接后,还进行了用真空电子束进行局部回火的工艺研究。对焊缝焊态和局部回火的焊缝进行了金相组织分析,电子束局部热处理后TC4钛合金接头的组织形态与电子束焊态基本相同,但焊缝区的晶粒组织略有细化,电子束局部热处理后焊接接头的拉伸力学性能均高于焊态。优化的电子束局部热处理工艺完全可以使TC4钛合金接头的组织力学性能超过焊态。通过本文研究,制订了适合于1.5mm和7mm厚的TC4钛合金真空电子束焊接工艺参数,通过试板试验后制订的参数,用于1.5mm和7mm厚的TC4钛合金样件的焊接。焊接质量达到了国家标准和国家军用标准的焊接质量要求,同时,经过了效能试验的验证。本论文对TC4钛合金采用真空电子束进行的焊接工艺研究,研究结果分析和制订的焊接工艺参数已用于产品的实际生产。产品焊接质量达到了国家标准和国家军用标准,本课题的理论研究和实验分析具有较高的工程应用价值。
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标签：钛合金论文; 电子束焊接工艺论文; 焊接接头局部热处理论文; 焊缝组织性能论文;