Ti75新型合金焊接工藝研究.pdf

1、鈦合金具有耐蝕性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)異、焊接性良好等優(yōu)點(diǎn),故其在國防工業(yè)、民用產(chǎn)業(yè)等方面都有著廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,厚板鈦合金使用越來越廣泛,鈦合金種類也在逐步增多,這也對新型鈦合金的焊接技術(shù)提出了新的要求。
　　Ti75合金是由中國船舶重工集團(tuán)研發(fā)的一種新型近α型鈦合金,其成分與國產(chǎn)鈦合金標(biāo)準(zhǔn)中的TA24相近,主要應(yīng)用于深海潛艇制造。Ti75板材的抗拉強(qiáng)度為780MPa,沖擊韌性為101J·cm-2,顯微硬度值約為260

2、HV,相對于TA24其強(qiáng)度略低塑性有所提高,。由于材料為新型研發(fā)產(chǎn)品,目前很少有關(guān)于Ti75合金焊接工藝方面的相關(guān)研究報(bào)告。本文的主要目是對Ti75合金的焊接工藝進(jìn)行系統(tǒng)的研究,工藝試驗(yàn)主要內(nèi)容包括手工TIG焊接與窄間隙磁控TIG焊接參數(shù)的優(yōu)化、接頭綜合力學(xué)性能分析、組織分析、斷口分析等內(nèi)容。通過一系列的工藝試驗(yàn)和分析測試,獲得研究成果如下:
　　通過焊接參數(shù)調(diào)試及優(yōu)化,獲得了焊縫成形良好的手工TIG焊接頭,接頭綜合力學(xué)性能良好,

3、強(qiáng)度和韌性超過母材水平,但是彎曲性能較差,所有試樣的彎曲角均小于20°,需要進(jìn)一步改善。分析測試結(jié)果為窄間隙磁控TIG焊接方法的選擇及工藝研究提供依據(jù)。通過改變焊接熱輸入值,分析不同熱輸入下的接頭組織及力學(xué)性能,發(fā)現(xiàn)隨著熱輸入的增加HAZ寬度增大,焊縫馬氏體組織尺寸增大,層間處被消除的馬氏體數(shù)量增多。接頭抗拉強(qiáng)度和HAZ沖擊韌性都隨著熱輸入的增加而增加,接頭彎曲性能及焊縫沖擊韌性則隨著熱輸入的增加呈先上升后下降趨勢。熱輸入在15.18K

4、J·cm-1、16.56KJ.cm-1、17.25KJ.cm-1下,接頭的強(qiáng)度和塑韌性實(shí)現(xiàn)良好的匹配。采用磁控TIG焊接16mm、22mm及42mm對接接頭時,分別采用9°-11°、12°-14°、20°預(yù)變形時可以獲得變形量微小的接頭。焊后消除焊接殘余應(yīng)力,接頭的抗拉強(qiáng)度降低了10.87％,韌性、彎曲性能得到明顯的提高。超大厚度Ti75磁控TIG接頭的抗拉強(qiáng)度超過母材,HAZ及焊縫沖擊韌性分別為母材的65.27%、92.31%,接頭0