本文關(guān)鍵詞：鈦合金擴散連接質(zhì)量超聲檢測技術(shù)研究

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【摘要】：擴散連接作為一種典型的固相焊接技術(shù),不僅可以成形出形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)零件而且可以實現(xiàn)異種材料間的牢固連接,目前已成為航空航天領(lǐng)域中不可或缺的制造技術(shù)。然而,擴散連接工藝缺陷的存在嚴(yán)重影響了其結(jié)構(gòu)件的在役服務(wù)性能,而且由于其缺陷往往位于結(jié)構(gòu)內(nèi)部并呈微觀、彌散分布,目前對其質(zhì)量的檢測并沒有系統(tǒng)完善的檢測方法。因此針對擴散連接工藝缺陷的特點,開展無損檢測技術(shù)研究,對保證擴散連接結(jié)構(gòu)件的性能和使用安全性具有十分重要的意義。本文針對TC4鈦合金擴散連接的質(zhì)量檢測展開實驗研究。首先,對比分析了多種無損檢測技術(shù),并根據(jù)擴散連接工藝及其缺陷的特點,選擇研究了超聲檢測及其常用的檢測方法與工作原理。然后,通過控制擴散連接的溫度、加載壓力、連接時間等工藝參數(shù),制備了帶有不同缺陷的TC4鈦合金擴散連接模擬試樣,并通過金相實驗初步描述了五種不同類型的界面及缺陷的顯微結(jié)構(gòu)特征,為對其進行超聲檢測研究和分析提供了必要條件。最后,采用超聲C掃描成像技術(shù)對擴散連接試樣進行超聲掃描檢測,獲得試樣C掃描圖像以及A掃描波形數(shù)據(jù),從而得出了缺陷存在的位置和類型信息,并結(jié)合試樣界面微觀結(jié)構(gòu),對超聲檢測結(jié)果進行了對比分析,闡述了未連接缺陷、弱結(jié)合缺陷、微孔缺陷和緊貼型缺陷四類缺陷在超聲檢測中的特點。另外,通過對超聲波形中始波和底波關(guān)系的研究,得出了擴散連接質(zhì)量對其幅值的影響,并提出了對不同類型缺陷檢測與判斷的規(guī)則。根據(jù)擴散連接不同類型缺陷的超聲檢測研究結(jié)果,對航空發(fā)動機空心葉片進行了界面質(zhì)量的超聲檢測實驗,同時通過對TC4鈦合金擴散連接試樣的剪切強度測試及斷口形貌觀察,驗證了針對擴散連接質(zhì)量超聲檢測方法的有效性,從而提出了判斷不同類型缺陷的方法要點,即采用超聲底波幅值與超聲始波幅值的比值作為缺陷判別依據(jù),擴散連接缺陷尺寸隨其比值的增大而減小,其中連接良好界面其底、始波比達到0.8,未連接缺陷只有0.4。本文通過對TC4鈦合金擴散連接質(zhì)量超聲檢測技術(shù)的研究,系統(tǒng)地分析了使用超聲檢測技術(shù)對擴散連接缺陷的識別和判斷方法,其相關(guān)結(jié)論可為擴散連接的質(zhì)量檢測提供參考依據(jù),同時通過掌握缺陷的特征信息也有助于對擴散連接工藝的改進。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG115.285

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本文編號：1304630