【摘 要】
:
实现2195铝锂合金的可靠连接一直是行业内关注的重点。目前普通熔化焊接的方法仍不如固相焊接方法。但在运载火箭贮箱上的封头瓜瓣等部位焊接时,灵活多变的熔焊方法仍不可或缺。因此,本文主要从保证焊接接头强度和塑性的角度出发,选用两种不同系列的填充焊丝并以变极性钨极氩弧焊(VPTIG)的方法对喷射型2195-T6铝锂合金进行焊接研究。同时,本文通过应用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(
论文部分内容阅读
实现2195铝锂合金的可靠连接一直是行业内关注的重点。目前普通熔化焊接的方法仍不如固相焊接方法。但在运载火箭贮箱上的封头瓜瓣等部位焊接时,灵活多变的熔焊方法仍不可或缺。因此,本文主要从保证焊接接头强度和塑性的角度出发,选用两种不同系列的填充焊丝并以变极性钨极氩弧焊(VPTIG)的方法对喷射型2195-T6铝锂合金进行焊接研究。同时,本文通过应用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电子背散射衍射仪(EBSD)、显微硬度仪、拉伸设备等测试手段,对焊接接头组织、元素含量及分布、晶粒取向和晶界结构、力学性能及接头断裂机理进行了深入探究。最后,对2195铝锂合金的自动焊接工艺进行了探索。本文取得的主要研究成果如下:(1)对使用两种焊丝的焊接接头气孔统计表明,使用Al-Si-Cu填充焊丝焊接时焊接接头的气孔率是使用Al-Cu填充焊丝焊接时的7.989倍。通过对焊接试样做拉伸试验结果表明,使用Al-Cu填充焊丝时,TIG焊接接头的平均强度和伸长率能够达到母材强度和延伸率的68.6%和89.9%;而使用Al-Si-Cu填充焊丝时接头的平均强度和伸长率仅仅达到母材强度和延伸率的56.8%和39.9%。(2)研究了试样断裂位置附近的组织和元素分布规律,发现了使用Al-Cu填充焊丝时,Al/Cu共晶在晶界分布较多,而在晶粒内部分布较多的Al2Cu相,提高了Al-Cu焊丝接头的强度。然而,当使用Al-Si-Cu填充焊丝时,较多的Si、Cu和Ti元素在晶界处偏析,形成脆硬的Al/Si/Ti网状共晶,降低了接头的性能。(3)研究了使用不同填充焊丝时,焊接接头的断裂规律,发现使用Al-Cu填充焊丝时,焊缝的断裂主要是以沿晶界塑性断裂和绕过第二相颗粒的混合断裂为主。然而,采用Al-Si-Cu填充焊丝时,焊缝的断裂主要是沿晶界和气孔的准解理断裂。因此,无论从元素偏析程度还是断裂过程分析,采用Al-Cu填充焊丝所得的焊接接头性能都优于采用Al-Si-Cu填充焊丝所得的接头性能。(4)研究了TIG自动焊时焊接接头的气孔含量和分布规律。结果表明,小电流且板材不预热焊接时,气孔数量较多,且主要集中在熔合线和打底与盖面的交界处。另外无论是单层焊还是双层焊时气孔的直径范围主要集中在0.1-0.15mm内。
其他文献
海水是一种强腐蚀性的介质,当海洋装备服役于海洋环境时,如船用螺旋桨,水泵叶轮,水力涡轮机和近海/采矿机械,面临着空泡腐蚀破坏的突出问题。因此深入研究海洋工程材料空泡腐蚀机理,尤其是表层氧化膜对其空泡腐蚀行为的影响机制,为开发出适用于表面空泡腐蚀防护技术提供重大理论支撑,是十分有必要的。本文选取了中碳钢1050(Mild steel 1050)、镍铝青铜(Nickel-aluminum bronze
厚板焊接时在结构内部会存在拘束应力,且由于厚板焊接常采用外部拘束的方法限制焊接过程中的宏观变形,因此会对焊接结构的安全性与可靠性产生危害。本研究针对厚板海洋结构钢拘束焊焊缝金属,主要从微观角度分析焊缝金属在焊态下脆化的原因,同时通过焊后热处理改善焊缝金属的韧性并分析其韧化机制。研究采用裂纹尖端张开位移试验(CTOD)及夏比冲击试验测试焊缝金属的韧性,同时利用显微硬度及纳米压痕试验测试焊态与焊后热处
铝合金具有高的比强度、质轻、较好的导电和导热性、优异的耐腐蚀性以及优异的加工性能,在航空航天、汽车工业、建筑等行业得到了广泛的应用。随着科技发展,急需提高铝合金的综合力学性能以满足复杂多变的服役环境。细化晶粒是一种有效提高铝合金综合力学性能的方法,目前使用最为广泛的铝合金细化剂是Al-Ti-B合金,但是由于该合金起细化作用的Ti B2粒子易于聚集引起沉聚,同时会受到Zr、Cr等元素的毒化作用使其细
陶瓷/金刚石复合材料具有强度高、加工范围广等特点,广泛应用于高效高精磨削领域。本课题探索了陶瓷结合剂金刚石复合材料的烧结制度;研究了三种成孔剂对金刚石复合材料结构性能的影响;对比了ZnS和ZnF2两种添加剂对金刚石复合材料综合性能的影响。本论文的主要研究工作和结论如下:1.探讨了不同烧结温度和保温时间对复合材料各项性能的影响,当烧结温度为840℃,保温时间为120分钟时,金刚石复合材料的抗弯强度为
氧化物弥散强化(ODS)钢具有优异的高温性能和耐腐蚀性能,在未来火电超临界机组蒸汽与涡轮用钢、核电高温结构材料、航空发动机热端零部件等关键领域具有广阔的应用前景和发展空间。本文采用粉末冶金制备工艺,设计并制备了以Super304H不锈钢成分为基础的奥氏体ODS钢,研究分析了奥氏体ODS钢热等静压后的烧结态微观组织,主要包括基体晶粒分布特征、微米级大尺寸析出相、纳米级氧化物,并且测定了烧结态合金的强
不锈钢是海洋工程中广泛应用的金属材料,但由于海洋大气中的Cl-含量较高,对材料的侵蚀性很强,导致不锈钢构件过快腐蚀和失效现象十分普遍,对我国海洋事业的发展和安全构成威胁,因此,对服役中的构件进行原位监检测和耐蚀性评价,提高不锈钢材料的耐蚀性并延长其使用寿命具有重要的工程意义。本文利用对称电极系统的大气腐蚀检测探头和非对称电极系统的电化学传感器对304SS、2205DSS和316LSS在模拟海洋大气
钛锆钼(TZM)合金作为最典型的钼合金之一,具有优异的高温性能,已成功应用于航空航天,核能,电子和军事工业。但TZM合金具有密度高、高温抗氧化性差和韧性差等缺点。Ti2AlNb合金是具有相对密度低,断裂韧性好、抗氧化性强优点的高温合金。因此,将二者成功连接获得TZM和Ti2AlNb复合构件充分利用TZM耐高温性能和Ti2AlNb的低密度和抗氧化性能等优点,进一步推动钼合金和钛合金在航空航天领域的应
制氢转化炉管作为烃类水蒸汽转化法制氢设备的重要组成部分,在长期高温高压的服役环境下往往由于发生材质劣化而无法继续使用,必须对其进行更换维修处理。在更换维修的焊接操作中经常出现热裂纹等缺陷,难以保证维修质量。针对炉管更换修复工作存在的焊接问题,首先观察了发生服役劣化HP40Nb转化炉管的服役态焊接接头显微组织特征和析出相的形态及分布情况,并测定了强度、硬度和冲击韧性等性能参数;第二,采用在电炉中整体
聚晶立方氮化硼具有高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性和良好的热导性,适合加工各种球墨铸铁、高温合金等难加工材料,但是其韧性较差、难以烧结等问题也限制了聚晶立方氮化硼的应用。因此,本文旨在解决上述问题,使用国产六面顶压机在高温高压下制备聚晶立方氮化硼,并研究了结合剂体系、含量和烧结制度对聚晶立方氮化硼性能的影响,包括采用XRD探究其物相组成,SEM探究微观结构,并分析了聚晶立方氮化硼的机械性能,研究
近年来,激光焊接由于其独特的优点逐渐取代传统焊接工艺并广泛地应用于汽车、飞机、船舶、电子等各个领域。由于激光焊接对焊接参数及工件装配的精度要求极高,细微的误差即可导致严重的焊接缺陷,因此随着激光焊接技术在各个行业的全面普及,对其加工过程的质量监控显得尤为重要。特别是在中厚板焊接领域,激光深熔焊焊缝熔深及焊缝形貌的监控问题具有重要的研究意义。针对激光深熔焊焊缝形貌的监测问题,本文搭建了等离子体光电信