ti6al4v窄间隙tig焊技术研究

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1、江苏科技大学硕士学位论文Ti-6Al-4V窄间隙TIG焊技术研究姓名：郑喜刚申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：蒋成禹20070318摘要摘要本文对Ti-6Al-4V合金的窄间隙TIG焊进行了焊接工艺研究，研究了特殊的焊枪喷嘴，窄间隙坡口的制备，焊件的装备以及焊接工艺本身。分别采用两种低强度级别焊丝（2B焊丝和BT6cb焊丝）对厚度为45mm的钛合金进行了间隙为10mm的窄间隙焊接。焊接后X射线无损检测表明，焊接接头没有缺陷存在，整个焊接接头的熔合较好。焊接接头的拉伸力学性能试验结果表明：在窄间隙条件下，采用低强度级别的2B焊丝和BT6cb

2、焊丝焊接后，接头的各项力学拉伸性能与焊缝熔敷金属的各项力学拉伸性能相比普遍得到了提高。对焊接接头进行了金相试验和扫描电镜的试验，发现焊缝组织为典型的针状马氏体α′组织，组织较为细小，性能较好。对焊接接头的熔合比进行了研究并进行了扫描电镜的能谱试验，验证了焊接接头的合金成分和合金元素的分布，表明合金元素的提高对于焊接接头拉伸力学性能的提高有一定的贡献。对焊接接头的拉伸力学性能试验进行了有限元分析，并通过ANSYS10.0有限元软件对特定条件下的焊接接头的拉伸力学性能进行了模拟。模拟结果表明窄间隙焊接接头在外载荷的作用下将会出现复杂的应力场，由于焊缝软金

3、属的变形被周围较高强度基体金属包围而受到限制，焊缝金属的强度得到提高。产生了典型的啮合效应。最后，对不同间隙和强度的焊缝进行了焊接接头的拉伸试验的模拟，得出了焊接接头等强面积图，为工程实际中遇到的相关方面的问题提供了一个借鉴。关键词：钛合金；窄间隙；TIG焊；强化效应IAbstractABSTRACTThispaperresearchestheweldingprocedureofTi-6Al-4Valloyjoinedbynarrowgapwelding,includingspecialmuzzleoftheblowtorch,preparation

4、oftheweldment，thepreparationofthegrooveinnarrowgapwelding，andtheprocedure.WeweldedtheTi-6Al-4Valloyof45mmthickin10mmgapwelding,usingtwokindsofweldingwiresindifferentstrengthclasseseachtime.AftertheX-raydetection,wefindfewflawsintheweldingjoints.Thepropertyofthejunctionisrathere

5、ligible.Afterthetensiletest,wefindthatthemechanicalpropertiesoftheweldingjointsarebetterthanthoseofweldingdeposit,withtheweldingwiresof2BandBT6cboflowerstrengthclasses.AlsoweobservedthemicrostructuresofthejointsbymetallographicmicroscopeandSEM.Wefoundthereweretheaciculartypalma

6、rtensitesa'phase.Weapproachedthepenetrationproportionsandtheenergyspectrumsoftheweldingjoints,studiedthealloyingcomponentsanddistributions.Asaresult,theincreaseofthealloyingagentsiscontributedtotheimprovementofthemechanicalpropertiesofthejoints.Finally,weanalysedthemechanicalpr

7、opertytestswithANSYS10.0,representedthefeasibilityinthismethod.Afterwesimulatedthemechanicalpropertytestsinspecificcondition,wefindthatthereisacomplexstressfieldinweldingjointappliedtoexternalappliedload,andtheintensitiesoftheweldmetalzoneareimproved,becausethedeformingofthesof

8、tmetalbesidetheweldedseamisrestrictedbythesurroundingb