钛合金多层多道电弧增材制造成形特性研究

采用Ti6321A焊丝进行电弧增材制造,研究层与层、道与道之间的金相关系,表征多层多道增材组织特征,分析其对性能的影响规律。结果发现,交错式堆积方式获得的增材制造部件,成形良好,内部无缺陷。终道熔敷层,晶粒较为粗大,最后形成贯穿上下2层焊缝的柱状晶,内部主要为针状马氏体和残余β相;中部存在层间和道间2种位置结构,其中层间交界组织受到3次热循环,柱状晶被破碎,晶粒趋向于等轴晶,而且α相含量增多;而层间填充部分,由于冷却速度较快,高温停留时间较短,形成细小密集的魏氏组织;道间出现了较为明显的晶粒尺寸差异,这与道间温度过高、熔敷层表面出现凹坑、在2次填充时出现不同熔敷层"混层"现象有关。基板与增材界面热输入小,晶粒较为细小,同时由于后热作用晶粒得到一定程度的破碎,趋向于等轴化,而且进一步降低了界面处的应力水平。拉伸试验结果显示,增材制造材料的平均抗拉强度为870 MPa,断后伸长率为13.3%,上下2层增材制造的材料均匀性较好,没有上下层的明显差异,表现出稳定的力学性能。

钛合金厚板窄间隙TIG焊接强化机理研究

本文选用了42mmTC4ELI材料作为研究对象,采用五组强度匹配的焊丝实施焊接,对焊接接头进行拉伸试验,验证了低强度匹配的焊丝可以获得等强焊接接头的能力。并对五组试验中不同规格拉伸试样试验过程中呈现的力学行为进行分析,绘制了等强曲线,并与试验值进行比对,80%以上的数据偏差在3%以内,验证了绘制的等强曲线的合理性,为大厚度钛合金焊接接头低强度匹配的设计提供了理论参考。

预热温度对铝镁合金厚板焊接接头组织与力学性能的影响

研究了不同预热温度下5383铝镁合金50 mm厚板焊接接头的力学性能、断口形貌及金相组织。试验结果表明,采用较低的预热温度,虽能实现焊缝的良好成型,内部质量优,但其力学性能偏低。较低的预热温度会导致熔池温度偏低,使母材中大量存在的富FeMn相不能完全熔化而出现偏聚,从而导致焊缝局部塑性和强度变差。

焊趾TIG重熔对钛合金T型接头疲劳性能影响

研究了焊趾TIG重熔对钛合金T型接头疲劳性能的影响,结果表明,经过焊趾TIG重熔和喷淋激冷处理后,焊趾部位残余应力可降低32%;在2×10~5疲劳次数循环基数下,焊趾重熔+喷淋激冷处理后接头疲劳强度可提高4倍;在260 MPa应力值水平下,焊趾重熔+喷淋激冷处理后,接头疲劳寿命提高3.3倍;焊趾重熔+喷淋激冷处理并进行超声波冲击消应力后,接头疲劳寿命提高9.9倍,疲劳性能明显优于采用两种方法单独进行处理时的接头疲劳性能。

钛合金交替供气GMAW焊接研究

研究了钛合金GMAW保护气交替供气方式对TA2平面堆焊焊缝的影响。利用高速摄像、电流传感器对焊接过程电弧形态、熔滴过渡、电流信号等信息进行采集,并记录焊缝的形貌特征,试验结果表明,交替保护下熔滴过渡方式为细滴状轴向过渡和粗滴状非轴向排斥过渡的混合过渡模式;平均焊接电流随时间延长以类似正弦波上下交替变化,变化频率与交替频率保持一致;相比Ar气、预先混合气,交替保护能够获得熔深更深、熔宽更宽的焊缝。