钛合金球形气瓶焊接工艺研究

摘要

钛合金球形气瓶是导弹武器系统中姿态调整的重要部件，其性能的优劣直接关系到型号产品的精度。随着导弹武器系统向大射程、高马赫数、高机动性、轻质化、高精度方向发展，对其也相应提出更高要求。在保证质量的前提下，如何经济、高效制造出钛合金球形气瓶，具有长远的战略研究意义。
　　本文主要通过厚度为7.5mm的钛合金试板，对钛合金球形气瓶采用自动钨极氩弧焊成型的各个环节进行系统分析和研究。
　　在系统分析后，结合工厂实际，设计出具有正反面焊缝气体保护装置的焊接工装，同时采用厚度为7.5mm的钛合金试板进行工艺方法的焊接试验，初步确定了产品坡口采用U型坡口、半球体两端增加厚度0.8mm、焊接成型参数：焊接电流：275A-285A；电弧电压：10V～11V；焊接速度：135mm/min-140 mm/min；焊枪保护气体流量：16L/min；正面保护气体流量：24 L/min；反面保护气体流量：9 L/min的焊接工艺方法。
　　为巩固验证试验结果，再次采用工艺气瓶及钛合金半球体进行了焊接试验，在经过相应的无损检测及机械性能检测后，充分证明钛合金球形气瓶采用自动钨极氩弧焊成型方案的可行性。

目录

钛合金球形气瓶焊接工艺研究

RESEARCH ON WELDING PROCEDURE OF TITANIUM ALLOY SPHERICAL CYLINDER

摘 要

Abstract

第1章 绪 论

1.1 课题背景与意义

1.2 国内外研究现状及发展趋势

1.3 本文主要研究内容

第2章 钛合金球形气瓶焊接技术分析

2.1 焊接缺陷产生的原因分析

2.1.1 焊接气孔

2.1.2 焊接裂纹

2.2.3 脆化

2.2.4 焊接相变引起性能变化

2.2 影响焊接成功的因素

2.2.1 操作者技能

2.2.2焊接设备选择

2.2.3焊接工装及保护装置设计

2.2.4焊丝和母材的质量

2.2.5焊接保护气体的纯度

2.2.6焊接坡口设计

2.2.7 产品结构设计

2.2.8焊接工艺参数选择

2.2.9 焊接环境确定

2.3 本章小结

第3章 钛合金球形气瓶工艺试验方法

3.1 焊接工艺试验准备

3.1.1试验设备及试验材料

3.1.2试验准备

3.2结构设计方案

3.2.1焊接设备选择

3.2.2焊接工装及保护装置设计

3.2.3焊接坡口结构设计

3.2.4产品结构设计

3.2.5焊接工艺参数选择

3.2.6焊接环境确定

3.2.7焊接气孔控制

3.2.8焊接过程控制

3.3 工艺试验及结果

3.3.1 钛焊丝真空除氢试验

3.3.2 电弧预热清理试验

3.3.3 抬高焊丝送丝角度焊接试验

3.3.4 电弧预热清理加抬高焊丝送丝角度焊接试验

3.3.5 改变钨极尖端直径焊接试验

3.4 本章小结

第4章 钛合金球形气瓶焊接质量检测方法

4.1 检测及分析方法

4.1.1半球体超声波检测

4.1.2封底焊后的内窥镜检测

4.1.3焊接后的X射线检测

4.1.4焊接后的声发射检测

4.1.5接头金相组织分析

4.1.6力学性能检测

4.2 本章小结

第5章 钛合金球形气瓶焊接工艺方法的技术验证

5.1 焊接工艺方法

5.2 技术验证

5.3 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢