ta2钛5a06铝双面冷弧mig组合焊接研究.docxVIP

(Fl A (iJl O JB 念 TA2钛/5A06铝双面冷弧MIG组合焊接研究 中北大学焊接研究中心 报告人：宋琳玲 研究背景 试验材料及工艺 接头组织性能分析 总结 研究背景 轻量化、高强化一 钛/铝异种结构应用广泛 熔点、线膨胀系数原因 等差距大；接头区易产＜— 生气孔、裂纹等缺陷 应用受限 FSW；熔钎焊：激光、TIG、MIG等 MIG焊效率高、成本低 Ti/Al复合飞机发动机前缘端盖 「接头力学性能低、厚度、 .方向上组织分布不均匀, 激光；激光郴IG复舍小孔焊厂 双面复合焊;双面组合焊/ 双面冷弧MIG组合焊方法确定合理工艺参数范围 Ti/Al复合航空座椅轨道 试验材料及方法 试验使用母材为TA2工业纯钛和挤压态5A06铝合金及Al-Mg5(SA15183)^丝。调节焊 丝伸出长度10mm,焊接速率70 cmmin ；正面焊接过程中，正面Ar+He (20 vol. %)保护, 流量20L/min；背面Ar (99. 999 vol. % )保护，流量15 L/min；正面焊后，在焊缝背面开 0.5 mm的V型槽，对试样背面使用较低的焊接热输入进行冷弧MIG焊接，采用Ar (99. 999 vol. % )进行保护，流Ml5 L/mino 焊接热输入为变量的主要理论焊接参数 背面焊接参数 焊接位JS 正面 焊接位置 背面 热输入E/kPcm1 0.57 0.66 0.72 0.78 0.87 0.W 1.09 电流I/A 16.9 热输入E/kJ-cm-1 1.18 1.24 1 34 1.43 1.55 1.68 电压U/V 51 热输入E/kJ-cm-1 0.74 3.1宏观成形分析 TA2 TA2 TA2 2 cm TA2 TA2 2 cm TA2 5A06 1 04 VTerwl 5AO6 E = 0.57 kJ?cm? SA06 2 cm E = 0.72 kJ*cm』 06 E = 0.78 kJ*cnrl ?A06 2 cm E = 0.66 kJ^cnr1 5A06 pan E = 0.94 kJinn 1 5AO6 E- 1.09 kJ?cnr = 0_87kJ?cm」 5A06 0) TA2 E= 1.68kJ*cnrl E- 1.34 kJ^cm1 5A06 Crm F w 1 1R Vbrm l 5AO6 合理参数范围：0.57 kJ?cm』?1.43 kJ?cm」 2 cm TA2 2 cm TA2 2 cm E- 1.43 kJ?on! 5A06 E?l.55kJ?cm】 san 以热输入为变量的双面冷弧MIG组合焊接头正、背面宏观形貌 3.2 Ti/AI界面组织特性 低热输入接头IVA1界面显微组织(E 0.94 kJ-cm ) 输入较小时，界面在厚度方 向上均生成单层界面反应层。 接头上部Ti/Al界面：约1 pm的均匀牙状反应层 接头中上部：约2 pm的均匀牙状反位层 接头中下部拐角处：约0.5 pm的界面反应层 接头根部：约0.5 pm的界面反应层 3.2 Ti/AI界面组织特性中等热输入接头 3.2 Ti/AI界面组织特性 中等热输入接头Ti/AI界面显微组织(E - 0.94 kJ?cm」?1.43 kJcm ) 随若热输入的增大，Ti/AI界面 中上部形成双层结构，界面其他位 置均生成单层界面反应层。 接头上部Ti/AI界面：约1.5 gm的均匀牙状反应层 接头中上部：(自钛侧向焊缝依次为) 厚度约1 pm的均匀反应层、 厚度约3 pm的牙状反应层 接头中下部拐角处：约0.5 pm的界面反应层 接头根部：约0.5 pm的界面反应层 3.2 Ti/AI界面组织特性 高热输入接头TVAI 高热输入接头TVAI界面显微组织(E 1.43 kJ?cm 1) 热输入过大时，Ti/AI界面中上 部产生裂纹，界面其他位宜均生成 单层界面反应层。 、约2pm的均匀牙状反应房 1.43 kJ*cm1 哉纹 接头中下部拐角处：约0.5 pm的界面反应层 接头根部：约0.5 pm的界面反应层 3.3力学性能分析 Ev0.78 kJ?cm 】 E = 0.78 kJ?cm」?1.43 kJ^cm1 E 1.43 kJecmJ 3.3力学性能分析 双面冷弧MIG组合焊接头抗拉强度 50 3. 50 综合考虑焊缝成形、Ti，Al界面组织分布特点、接头抗拉强度因素. 试验工艺下，获得的合理焊接热输入范围：0.94 kJ?cm」?1.24 kJ?cm」 3.4Ti/Al界面结构及断口分析 选择最优参数匹配的Ti/Al接头（E=1.18kJ-cmO ,进行Ti/Al界面结构与断裂分析。 3000 . ▲— Al ■ —Til 1A1 2500 ?— TiAb 2000 ? 1500 1(KM)