鋁合金、鈦合金電子束焊接接頭組織、性能和焊接性能研究.pdf

1、輕質(zhì)合金材料具有比強(qiáng)度高、耐蝕、耐熱性能好等特點(diǎn)，在國(guó)防、航空、航天工業(yè)中廣泛應(yīng)用。但是其可焊性差，加工工藝不佳。輕質(zhì)合金的高能密度焊接是當(dāng)今世界焊接工藝研究的熱點(diǎn)。因此，研究鋁合金、鈦合金電子束焊接接頭組織和性能及其焊接性能，不僅可以豐富電子束焊接的理論知識(shí)，而且對(duì)指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。 本研究針對(duì)國(guó)防工業(yè)常用的6061-T6鋁合金，采用真空電子束焊接方法，在多種工藝條件下進(jìn)行了施焊，通過(guò)金相分析、力學(xué)性能試驗(yàn)、X射線衍射

2、和SEM技術(shù)研究了對(duì)接接頭的顯微組織與結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和斷口形貌特征。另外，通過(guò)改變坡口表面焊前清理、焊片除氣、預(yù)熱、重熔以及焊接工藝參數(shù)，重點(diǎn)分析研究了鋁合金焊縫氣孔產(chǎn)生傾向和焊縫裂紋的產(chǎn)生原因，找到了減少鋁合金焊縫氣孔和避免產(chǎn)生焊縫裂紋的最佳工藝措施。此外，對(duì)航天航空常用的TC4鈦合金材料的真空電子束焊接接頭的顯微組織、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能和斷口形貌特征也進(jìn)行了研究。取得的主要研究結(jié)果為： ⒈ 焊前采用細(xì)砂紙磨光，再用丙酮清洗坡口，

3、在焊接工藝參數(shù)適宜的情況下，鋁焊縫氣孔數(shù)減少；隨著熱輸入的增加，鋁焊縫氣孔數(shù)減少；預(yù)熱和重熔不僅可以修飾焊縫表面成形，還可以有效減少鋁焊縫的氣孔數(shù)。 ⒉ 預(yù)熱和重熔使得焊縫區(qū)和熔合區(qū)的等軸晶和胞狀樹枝晶比較粗大，Mg2Si相的數(shù)量減少，導(dǎo)致了鋁合金電子束焊接接頭的強(qiáng)度、塑性和硬度降低，但仍然高于鎢極氬弧焊焊接接頭的強(qiáng)度、塑性和硬度。 ⒊ 對(duì)接接頭添加焊片且隨著厚度的增加，鋁合金焊接接頭的抗裂性較好，焊縫產(chǎn)生的裂紋率顯著減