95mmのTi-6Al-4V厚板のK-TIG接合体の微細構造と特性に関する研究

科学分野:

• 材料科学と工学
• 金属工学
• 溶接技術

背景:

• Ti-6Al-4Vのような厚いチタン合金で溶接すると,最適の機械的特性を持つ健全な接合体の実現に課題が生じます.
• 従来の溶接方法では,完全に浸透し,厚みのある断面に欠陥のない溶接が困難である可能性があります.

研究 の 目的:

• 95mm厚のTi-6Al-4V板を溶接するために,ホットワイヤ充填と機械的な弧振動によるキーホール・トンステン・イネート・ガス溶接 (K-TIG) の有効性を評価する.
• 溶接接合体の微細構造,欠陥,機械的特性,特に衝撃耐久性を特徴付ける.

主な方法:

• キーホール・トゥングステン・イネート・ガス・ウェルディング (K-TIG) の適用は,ホットワイヤ充填と機械的弧振動による.
• 95mm厚のTi-6Al-4Vチタン合金板の溶接
• 微細構造分析と溶接欠陥の評価,結晶学的な質感,そして衝撃耐久性.

主要な成果:

• 根の層の厚さは最大17mmで,平均的な充填の厚さは2.5mmで,スムーズで光沢のある溶接ビーズと重大な欠陥はありません.
• 溶接接合体の微細構造は,α相と微細なα+β微細構造の様々な形態で構成されています.
• 溶接金属と熱の影響を受けたゾーンは,基礎材料と比較して低い結晶構造強度とより複雑な構造タイプを示した.
• 溶接接合体の優れた耐震性を示し,溶接金属はベース材料と熱の影響を受けたゾーンを大幅に上回る.
• 溶接金属の衝撃耐久性を高めるために,高電流の充填による結合強化効果が決定的であると特定した.

結論:

• 機械的な弧振動によるK-TIG熱線充填溶接技術は,厚いTi-6Al-4Vチタン合金板の溶接に非常に効果的です.
• このテクニックは,エンゲージメント強化効果に起因する,優れた衝撃耐久性を持つ欠陥のない溶接を生成します.
• その結果生じる微細構造と質感の変化は,溶接接合体の機械性能の向上に貢献します.