隨著現(xiàn)代工業(yè)的逐步發(fā)展,鈦/鋼復(fù)合接頭的可靠性越來越重要,對其接頭的要求也日漸提高。針對鈦/鋼接頭在海洋等復(fù)雜環(huán)境中的使用要求,本文研究不同鈦/鋼電子束焊接工藝下接頭的組織與性能,揭示不同鈦/鋼接頭的耐腐蝕性能差異,分析其腐蝕機(jī)理。本文采用兩種焊接方法焊接TA10鈦合金和Q345低合金鋼。一種是使用鈦/鋼爆炸復(fù)合板作為過渡接頭電子束焊接TA10與Q345,研究電子束焊縫與鈦/鋼爆炸復(fù)合板界面距離對其接頭的組織及性能影響。結(jié)合有限元分析其溫度場與應(yīng)力場,當(dāng)距離為1.5 mm時,接頭界面處峰值溫度達(dá)到1345°C,界面處發(fā)生Ti-Fe共晶、共析等反應(yīng),導(dǎo)致了FeTi及Fe₂Ti化合物的存在,并在應(yīng)力下產(chǎn)生裂紋。而當(dāng)距離為6 mm時,其峰值溫度并沒達(dá)到上述反應(yīng)溫度且其他接頭受到拉應(yīng)力而距離6mm時接頭受到壓應(yīng)力,因此接頭強(qiáng)度最高達(dá)到418MPa。另一種是使用銅/釩夾層,使用雙道電子束焊接TA10與Q345,接頭組織呈現(xiàn)固溶體和界面化合物的組織類型,未出現(xiàn)脆性FeTi和Fe₂Ti化合物,其接頭強(qiáng)度達(dá)到312MPa,接頭的斷裂形式為沿晶斷裂。對鈦/鋼爆... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

接頭SEM照片

4（e）擴(kuò)散溫度 1000°C，擴(kuò)散時間 5min圖 1-3 不同擴(kuò)散焊工藝下鈦/鋼的界面[22]焊直接對焊鈦和鋼容易產(chǎn)生脆性金屬間化合物， 304 不銹鋼的攪拌摩擦焊接，鈦和鋼攪拌摩擦焊接過程中通過使用鎳基夾層來抑制鈦/鋼接頭強(qiáng)度達(dá)到 352MPa，接頭斷裂表現(xiàn)為脆性特征。

（c）R=1.5 （d）R=2.0圖 1-5 不同爆炸載荷下界面微觀組織[29]1.2.3 高能束焊1. 激光焊Chen 等人[32]研究了激光束偏置焊接鈦/鋼對接接頭。研究表明，當(dāng)激光束偏置在鋼一側(cè)，可獲得更為良好的接頭。界面化合物層可以分為兩層：一層由 FeTi 和α-Ti 組成；一層由 FeTi、Fe2Ti 以及 Ti5Fe17Cr5組成。當(dāng)激光偏置在鈦側(cè) 0mm 或 0.3mm 時，接頭在焊后隨即開裂。只有在偏置在鈦側(cè) 0.6 mm 時才可以獲得較好的接頭。偏置鋼側(cè)獲得的接頭拉伸強(qiáng)度要高于偏置鈦側(cè)的接頭，接頭強(qiáng)度最高為150MPa，斷裂位置在兩種化合物的界面處。Mitelea 等人[33]利用 YAG 激光器添加厚 600μm 的 Cu 層焊接 Ti-6Al-4V 和X5CrNi18-10 鋼。獲得良好焊接接頭的最佳焊接參數(shù)是功率為 4kW，焊接速度為 3mm/min。拉伸強(qiáng)度測試表明接頭強(qiáng)度比母材低但是比 Cu 層高。Cherepanov 等人[34]利用爆炸焊所得的 SS–Cu–Nb 和 Ta–Ti 作為中間層激光焊接鈦/鋼，原理圖如圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]鈦—鋼復(fù)合板爆炸焊接工藝及組織與性能研究[D]. 韓小敏.南京航空航天大學(xué) 2016
[3]鈦/銅異種金屬冷金屬過渡技術(shù)及接頭腐蝕行為[D]. 馮振.蘭州理工大學(xué) 2014
[4]Q235鋼和不銹鋼海水腐蝕機(jī)理研究[D]. 蘇璐璐.山東大學(xué) 2010



本文編號：3012747