钛合金圆筒焊接工艺研究+文献综述(3)
钨极氩弧焊接（TIG）是应用最广的钛及其合金的焊接方式。通常2.5mm以下的对接焊缝可以不开坡口也不需添丝。对于更厚的板件，母材就需要开坡口，亦需添丝。被加热的区域都需使用惰性气体保护，以防止空气中的氧气、氮气、碳等使焊缝变脆。钨极氩弧焊是钛及其合金最常用的方法，但是TIG焊接不适用于厚板焊接，适用范围较窄，且焊接效率不高。
熔化极气体保护焊接（MIG）用于焊接3mm及以上的钛及钛合金板件。通常在需使用脉冲电流并射流过度，其成本低于TIG焊，尤其是焊接13mm以上厚度的板件时优势更加明显。对钛及钛合金厚板，MIG焊接可减少焊接层数，提高焊接速度和生产率，因此研究钛合金MIG焊接工艺具有很大意义。
现在外国工业生产中MIG焊基本已经代替了电焊条电弧焊。传统的MIG焊机使用模拟电路开环控制，所以传统的MIG焊机需要熟练的工人才能操作[13]。由于焊接的质量受焊接参数的影响很大[14]，所以在焊接过程中需要不断的检查焊接输出电流和电压，为了得到较好的焊接效果，焊接过程中的电流电压需要不断调整控制[15]。
国内几所高校及焊机厂家在脉冲MIG焊熔滴过度的研究也已取的了一定的成绩，但还没有成熟的产品。国内中高端市场，如动车、航空、航天、造船等的铝合金和有色金属的脉冲MIG焊接工艺的焊机基本上被进口机器垄断。所以，发展我国的自主知识产权的脉冲MIG焊机的需求迫在眉睫。
1.4 本课题主要研究内容
（1）使用MIG焊机对3mmTC4钛合金薄板进行MIG焊接，要求单面焊双面成型，且焊缝成形美观无缺陷，找到合适的焊接参数。
（2）对得到的焊件进行微观组织分析和力学性能分析。
（3）根据以上得到的焊接参数，作调整后对3mm壁厚的TC11圆筒进行MIG焊接。对焊接接头进行微观组织分析和力学性能分析。
2 实验材料及条件
2.1 实验材料
试验中使用的焊接件为25mm*150mm*2mm的TC4薄板。对接及搭接时均需开坡口。化学成分如表2.1所示[16]。TC4钛合金（Ti-6AL-4V）是一种应用最广泛的合金，目前它在钛产品中占56%左右[17]。TC4钛合金属于α+β钛合金，实现无焊接脆性的焊接过程是困难的。TC4中钛合主要以α相强化元素Al为主（Al主要溶于α相，强化α相；也有少量溶于β相，强化β相），β相主要以β相强化元素如V,Mn为主[18]。
TC11焊接圆筒尺寸为外径130mm,壁厚3mm。TC11化学材料成分如表2.2所示。TC11也属于α+β钛合金，在500度以下具有优异的热强性能。较高的室温强度。良好的加工性能，适于焊接和各种方式的机加工。