tc4钛合金和304不锈钢电子束焊接方法的研究

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1、硕士论文TC4钛合金与304不锈钢的电子束焊接方法研究摘要本文针对钛合金与不锈钢异种材料焊接易开裂、易变形等难点问题，以304不锈钢、TE4钛合金为对象，研究了TC4钛合金与304不锈钢异种材料电子束焊接工艺、接头设计、中间层选择对接头性能的影响、接头组织及元素的分布特征，为钛合金与不锈钢的熔焊研究提供一条新的途径。由于TC4钛合金与304不锈钢直接电子束焊接，难以实现二者连接，本文设计了异种材料接头结构，主要研究了用钒中间层和钒一铜复合中间层来进行TC4钛合金与304不锈钢电子束焊接。实验表明：钒与TC4钛合金、304不锈钢均能实现连接，其可作为中间层来连接钛合金与不

2、锈钢，从相图可以看出钛与钒、钒与铁焊接冶金良好，从扫描电镜的元素分布图可以看出钒层可以阻断钛、铁等易形成金属间化合物的元素的结合。采用不同宽度的钒层，并按平行焊接方式来焊接TC4钛合金与304不锈钢时，钒层较宽时所得的TC4钛合金与304不锈钢接头的强度都大于283MPa。当采用较薄中间层，两条焊缝很容易接触到一起，极易生成金属间化合物，导致焊缝开裂。当采用相对焊接方式时，可以减少钒层的使用，并利用0．9mmV，在接头的起焊部位发现两条焊缝之间还剩0．1～O．2mm的纯钒区，此时由于接头塑性变形受到拉伸三轴应力限制，导致接头强度提高，得到了480MPa的高强度。通过加铜

3、和钒复合中间层，可以避免使用一种中间层时的缺点，获得了具有一定强度的TC4钛合金和304不锈钢的焊接接头，为得到强度高且成本低的高质量的钛合金与不锈钢接头提供方法和理论指导。关键词：钛合金，不锈钢，异种材料，中间层，电子束焊接Abstract硕士论文Inthispaper,aimingatdifficultproblemsofweldingofTC4titaniumalloyand304stainlesssteel，suchas：easytocrack,deformationandotherdifficultissues，electronbeamweldingof304

4、stainlesssteelandTC4titaniumalloyWascarriedout．westudytheweldingprocess，thejointperformancebyusingdifferentmiddlelayer,thedistributionofelementsandorganizationofthejoint,andprovideanewwayfortheweldingoftitaniumalloyandstainlesssteel．BecauseitisdifficulttoachievethetwoconnectionsofTC4tita

5、niumalloyand304stainlesssteelbydirectelectronbeamwelding,thispaperstudiestheuseofvanadiumandvanadium—coppercompositemiddlelayerasthemiddlelayertoweldingoftitaniumandsteel．Experimentsshowthat：TheconnectionofVanadiumwithTC4and304SSaregood．VanadiumCallbeusedasintermediatelayertoweldtitanium

6、alloyandstainlesssteel．Thegoodweldingmetallurgyofvanadiumandiron，titaniumandvanadiumCanbeseenfromthePhasediagram．TheanalysisofthedistributionofelementsfromthescanningelectronmicroscopewasshowedthatVanadiumlayercanblockthecombinationofelementsthatwaseasytoformintermetalliccompounds，such嬲：

7、titanium，ironandothers．Whenusingthedifferentwidthofthevanadiumlayerandtheparallelweldingmethod，thestrengthofthetransitionjointswiththewidevanadiumlayerexceeded283MPa．Andwhenusingthethinmiddlelayer,twoweldWaseasytoaccesstogetherandproduceintermetalliccompoundsthatleadtowel