大厚度船用鈦合金等離子弧焊成型及控制技術(shù)研究.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了板厚15.5mm的Ti75合金等離子弧焊成型及控制工程，首先建立了厚板鈦合金等離子弧焊工藝研究條件，其次對小孔等離子弧焊參數(shù)對熔池形成規(guī)律進(jìn)行了研究，分析建立了相關(guān)控制模型，基于ANSYS平臺對厚板鈦合金等離子弧焊接頭殘余應(yīng)力分布的規(guī)律進(jìn)行了研究，在以下幾個方面實現(xiàn)了大厚度船用鈦合金巨型結(jié)構(gòu)件焊接工藝和焊接質(zhì)量控制體系的技術(shù)創(chuàng)新： 1、通過鈦合金物性參數(shù)、焊接線能量與等離子弧特性的研究，發(fā)現(xiàn)了焊接工藝參數(shù)與鈦合金板

2、厚的關(guān)系，構(gòu)建了焊接線能量控制模型。 2、對鈦合金焊接熔池行為特征或等離子弧焊縫成型規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立了焊縫成型與焊接工藝參數(shù)的回歸分析關(guān)系。 3、運用所構(gòu)建的模型試驗研究了等離子弧焊工藝參數(shù)的匹配組合特性；結(jié)合鈦合金物性參數(shù)對適合于大厚度空間位置、長焊縫的等離子弧焊槍、保護(hù)器和自動控制程序等弧源系統(tǒng)穩(wěn)定性工藝體系進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)現(xiàn)了12.6mm和15.5mmTi75合金板材小孔等離子弧焊接的工藝配置和工藝參數(shù)范圍

3、，在國內(nèi)率先實現(xiàn)了大厚度船用鈦合金板材等離子弧單面焊雙面成型，焊縫表面滲透和X射線探傷均達(dá)到JB4730I級，力學(xué)性能滿足焊接系數(shù)≥0.9的技術(shù)指標(biāo)要求。 4、焊接殘余應(yīng)力隨板厚的增大而增大，是大厚度船用鈦合金構(gòu)件可靠性的主要問題，研究、計算發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用ANASYE對盲孔法殘余應(yīng)力測試A，B系數(shù)進(jìn)行了確定，對提高測試精度有重要作用；采用超聲沖擊處理后，鈦合金板等離子弧焊接頭處于壓應(yīng)力，焊趾過渡半徑大大增加等規(guī)律，是超聲沖擊處理提高