第二章  实验设备和材料 10

2.1  激光+PMIG电弧复合焊设备 10

2.1.1  激光设备 10

2.1.2  MIG焊机 11

2.1.3  焊接装备 11

2.2  焊接材料选择及其特性 11

2.2.1  TC4钛合金焊前准备工作 12

2.3  金相实验 12

2.4  截面硬度分布测试实验 13

第三章  焊接缺陷分析和过程保护研究 14

3.1  焊接参数选择 14

3.2  板材焊缝外观分析 15

3.3  板材焊缝外观缺陷分析 16

3.4  TC4复合热源焊接过程保护分析 16

3.5  激光+PMIG复合焊焊接参数优化选择 17

第四章  复合热源焊接实验结果分析讨论 18

4.1  截面硬度分布测试实验结果分析 18

4.2  焊缝拉伸实验结果分析 19

4.3  TC4接头金相组织分析 21

4.3.1  接头焊缝区金相组织 23

4.3.2  热影响区金相组织分析 24

4.3.3  焊缝区与母材金相组织对比 25

致  谢 28

参考文献 29

第一章  绪 论

1.1  选题背景及意义

钛及钛合金作为结构材料有许多特点：密度小(4 5×103 kg/m3)，抗拉强度高(441～1470MPa)，即比强度(强度/密度)大。在300～550℃高温下，钛合金仍然具有足够高的强度，钛及钛合金在海水及大多数酸、碱、盐介质中均具有较优良的抗腐蚀性能，还具有良好的低温冲击韧度。在常温下，钛能与氧反应生成致密的氧化膜而保持高的温度性和耐腐蚀性。但是在高温下钛及钛合金在高温下对氧、氮、氢和碳等具有极大的亲合力，与氧、氨、氢的反应速度较快，液态的熔池和熔滴金属若得不到有效保护，则更容易受到空气等杂质的污染，脆化程度更严重，给焊接带来困难。

激光-电弧复合焊接的概念早在上世纪70 年代末就已提出，随着激光焊接技术的不断成熟，这一新型焊接方法越来越受到业界的重视，经过国内外学者与工程技术人员二十几年的研究与推广，激光－电弧复合焊接技术已得到了广泛认同。它的基本原来是将激光热源与电弧热源通过各种空间排列方式，如同轴或旁轴，共同作用于工件，产生熔焊效果，达到材料连接成形的目的[1]。由于激光与电弧两种热源存在优势互补，显著改善焊接缺陷，具有大焊接熔深、高工艺稳定性、高焊接效率、较强的焊接间隙桥接能力和小焊接变形等优点，能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。论文网

激光-电弧复合热源焊接是将激光和电弧这两种不同的热源耦合共同作用于同一区域，从而综合了两种热源的优点，并避免了各种焊接缺陷的方法。随着近年来，对焊缝要求的提高，激光-电弧复合焊接得到了广泛的关注，相关研究越来越多。但是，激光-电弧复合焊接因为集成了激光和电弧两种性质截然不同的焊接热源，在具有更多的可调节参数，提高焊接适应性和灵活度的同时增加了参数选择的复杂程度[2]。