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摘要：钛合金作为一种高强轻质金属材料，近年来在航空航天、石油化工、汽车、造船业及医疗领域得到越来越广泛的运用，在其利用中焊接起到非常关键的作用。目前对于各种钛合金焊接工艺探讨较多，但是对于异种变厚度钛合金激光焊接探讨相对较少。本论文为了实现变厚度T/BT22异种钛合金可靠连接，并且获得具有良好常温及高温性能的焊接接头而进行了系统的光纤激光焊接试验。首先对1.5mm、3.0mm厚度T、BT22同种、异种接头光纤激光进行焊接工艺摸索，获得合适的工艺参数。在得到等厚度T/BT22同种及异种接头激光焊接优化参数的基础上，进行3.0~6.0mm变厚度T/BT22同种及异种接头激光焊接试验探讨，得出合适焊接工艺参数范围。浅析了保护气流量、激光功率、焊接速度等参数对焊接接头成型及质量的影响。利用LECO Hardness Mapping设备对具有代表性的焊接接头进行超过500点的显微硬度测试，获得了详细的T/BT22同种及异种钛合金激光焊接接头硬度分布图。在接头常温力学性能测试的基础上，采取高温力学性能测试仪，在接头典型工作温度(500℃)进行了高温拉伸试验，获得了T/BT22同种及异种激光焊接接头常温及高温拉伸数据。浅析表明，保护气流量大小会显著影响焊缝成型及表面颜色，激光功率及焊接速度决定了焊缝的熔宽、熔深及余高。此外，接头间隙对变厚度焊接时焊缝中气孔数量具有重要影响。焊缝微观组织主要为粗大的柱状晶，由熔合区向焊缝中心生长，针状马氏体呈网篮状分布，晶粒由焊缝中心到母材尺寸依次减小，T侧热影响区晶粒更加粗大，BT22侧较为致密。BT22与T母材硬度差别不大，T/BT22焊缝截面显微硬度随焊缝组织不同而变化，BT22侧热影响区硬度最高，由此处往两边母材硬度依次降低。拉伸测试结果表明，在合适参数范围内，1.5mm、3.0mm厚度T、BT22同种及异种焊接接头常温抗拉强度均大于母材，绝大多数拉伸试样断裂在母材。高温拉伸强度均在650MPa以上，满足焊接件实际利用要求的320MPa。关键词：异种钛合金论文变厚度论文激光焊接论文显微硬度论文高温拉伸论文
摘要4-6
Abstract6-10
1 绪论10-23
1.1 引言10-11
1.2 钛及钛合金的焊接性能11-15
1.3 钛合金常用焊接策略15-20
1.4 T/BT22 异种变厚度钛合金光纤激光焊接近况20-21
1.5 课题主要探讨内容21-22
1.6 本章小结22-23
2 实验材料及策略23-28
2.1 实验材料23
2.2 实验设备23-26
2.3 微观组织与性能浅析26-28
3 T、BT22 光纤激光焊接工艺特性28-35
3.1 保护气流量对焊缝成形的影响28-29
3.2 激光功率与焊接速度对焊缝成形的影响29-32
3.3 变厚度 T/BT22 对接接头双面激光焊接工艺探讨32-34
3.4 本章小结34-35
4 焊缝宏观及微观组织浅析35-50
4.1 焊缝形貌浅析35-39
4.2 焊缝气孔浅析39-43
4.3 T、BT22 激光焊接接头微观组织特点43-48
4.4 本章小结48-50
5 焊接接头性能浅析50-63
5.1 接头拉伸性能浅析50-55
5.2 焊缝截面硬度浅析55-61
5.3 本章小结61-63
6 全文总结与展望63-65
6.1 全文总结63-64
6.2 工作展望64-65