铝钛异种材料连接工艺研究

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1、硕士学位论文铝/钛异种材料连接工艺研究RESEARCHONCHARACTERISTICSOFWELDINGFORTi/AlDISSIMILARALLOYS杨涛2009年6月国内图书分类号：TG409学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开工学硕士学位论文铝/钛异种材料连接工艺研究硕士研究生：杨涛导师：杨士勤教授申请学位：工学硕士学科：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG409U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDe

2、greeinEngineeringRESEARCHONCHARACTERISTICSOFWELDINGFORTi-AlDISSIMILARALLOYSCandidate：YangTaoSupervisor：Prof.YangshiqinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialProcessingEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofDefence：June,2009Degree-Co

3、nferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要钛合金和铝合金的复合结构在航空、航天和汽车等工业领域具有巨大的应用潜力，但是由于热物理化学的性能的巨大差异，使二者之间的焊接一直存在着很大的困难，抑制金属间化合物形成是Ti-Al异种合金焊接的主要问题。本文采用TIG电弧熔钎焊的方法，在充氩气氛下，以LT1及380焊丝为填充材料，针对Ti-6Al-4V钛合金和AlMg6铝合金异种材料电弧熔钎焊在不同参数及工艺的条件下进行了研究，通过改变工艺参数，采用刮擦法及随焊超声等方法，有效的控制了

4、金属间化合物的生长，获得具有熔焊与钎焊双重特性的复合型接头。解决了Ti-Al异种合金焊接难的问题，阐明了影响焊缝成形、界面反应、接头力学性能的本质因素，为焊接接头的质量控制提供了依据。采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDΛX）分析了接头微观结构特征，通过拉伸试验评定了接头力学性能。结果表明：钛母材与焊缝金属之间存在金属间化合物层钎焊界面。钎焊界面上部的金属间化合物层组成复杂，可分为两层：呈块状或芽状的Ti-Al-Si系金属间化合物层；以Ti-Al系金属间化合物为主的连续层。钎焊界面下部的金属间化合物层较薄。利用刮擦法和随焊振动能够优化焊接工艺。研究

5、了温度场与界面的成长机制之间的关系；刮擦和利用随焊超声振动，来控制界面层厚度及金属间化合物生长，抑制了Al-Ti焊接过程中产生缩孔的问题；进行了界面的组织分析，并对断口的断裂行为进行了分析。获得了最佳的力学性能焊接工艺，并为Ti-Al异种合金焊接提供了理论依据。关键词：充氩气氛；TIG熔钎焊；铝钛异种合金；温度场；界面；断裂行为I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntheaerospaceandautomobileindustry,hybridstructuresoftitaniumandailuminumhavegreatpotentialfor

6、application.However,joiningofAltoTiisdifficultduetogreatdifferencesoftheirthermophysicalandthermophysicalperformances.PreventingformationofintermetalliccompoundsisburningquestionduringjoiningAltoTi.Inthisdissertation,TungsterInertGasWelding（TIG）betweenTi-6Al-4VandAlMg6wasconductedbyu

7、singLT1or380fillermetalbytheconditionofdifferentparametersandweldingtechnologywhichambiancewasfullofArgas.Formationofinyermetalliciscontrolledeffectivelywithchangingweldingparametersofmatalflushandusingofscratch-mixingtechnologyorultrasonicoscillating.Hybridcharacterristicofweldingan

8、dbrazingjoin