Ti31合金活性化TIG焊接研究

摘要

国产Ti31合金以其中温持久强度高、综合机械性能和耐Cl-间隙腐蚀性能优良等优点在船舶制造中有较好的应用前景。本文系统地研究了Ti31合金的活性化TIG焊接技术，分析了单组元化合物对焊接过程的影响，制备了适宜于Ti31合金的TIG焊接活性剂，并在管材的手工TIG焊接中得到较好的应用。
　　结合钛合金的材料特性，参考安全、无毒、易于保存等要求，从常见物质中选择了多种适宜于钛合金焊接的化合物。分别在相同工艺规范下进行TIG焊接实验，综合表面成形和熔深熔宽等优选CaF2等四种单组元化合物并考察了板材对接的力学性能实验；分别使用不同配比的复合活性剂进行焊接实验，选择了熔深和熔宽最佳的配比作为复合活性剂；经X射线检测，复合活性剂的焊接接头达到GB4730-2005标准Ⅰ级合格要求。
　　涂敷活性剂的焊缝区晶粒比较粗大，但是晶粒内部α组织比较细小、均匀；热影响区的α组织也比较细小；活性剂中的元素向焊缝发生了一定程度的过渡，焊缝区和热影响区细小的α组织是焊接接头有较好的力学性能的关键。
　　对比了涂敷单组元活性剂前后电弧电压和电弧形态的变化，电弧电压有0.3～0.9V的升高，电弧中心有不同程度的收缩；通过对弧坑的分析，等离子体收缩到未涂敷活性剂的60％左右；等离子体收缩是熔深增加的重要因素。
　　研究了低频脉冲与A-TIG的复合效果，改善了焊缝成形，减小了余高，消除了焊接气孔；脉冲电流的使用能够明显减小焊缝晶粒，有利于改善焊缝性能；低频脉冲手工全位置A-TIG在合适的焊接规范下能够得到较好的管材焊接接头。

目录

Ti31 合金活性化TIG 焊接研究

RESEARCH OF ACTIVATING FLUX IN TIG WELDING FOR Ti31 ALLOYS

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 A-TIG 焊接简介及发展现状

1.3 钛合金的焊接特点

1.4 本课题主要研究内容

第2章 钛合金板A-TIG 焊接实验条件及方法

2.1 Ti31 钛合金

2.2 钛合金板焊接保护与焊接设备

2.3 焊接活性剂的涂敷

2.4 焊接规范的选择

2.5 本章小结

第3章 Ti31 合金的活性化焊接

3.1 钛合金焊接活性剂成分选择原则

3.2 单组元活性剂A-TIG 焊接研究

3.3 复合活性剂的优化设计

3.4 复合活性剂对焊缝成形及接头力学性能的影响

3.5 本章小结

第4章 活性剂作用机理分析

4.1 单组元活性剂对电弧形态及电弧电压的影响

4.2 复合活性剂对电弧形态及电弧电压的影响

4.3 复合活性剂对焊缝横截面及弧坑的影响

4.4 活性剂对焊缝成分的影响

4.5 本章小结

第5章 低频脉冲A-TIG及在管材焊接中的应用

5.1 低频脉冲A-TIG 焊接工艺研究

5.2 管材的手工全位置A-TIG焊接

5.3 本章小结

结论

参考文献

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致谢