TC18钛合金焊接接头力学性能试验研究

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1、第3卷第2期航空工程进展Vo1．3No．22O12年5月ADVANCESINAER0NAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGMav2O12文章编号：16748190(2012)02174—04TC18钛合金焊接接头力学性能试验研究关迪，孙秦(西北工业大学航空学院，西安710072)摘要：氩弧焊和电子束焊是钛合金加工中两类常见的工艺方法，对比研究两种工艺对焊接接头力学性能的影响对其在工程中的合理选用具有重要的参考价值。完成了TC18钛合金氩弧焊接头和电子束焊接头的静力拉伸及旋转弯曲

2、疲劳试验，并根据试验结果对两类焊接接头的力学性能进行了对比分析，采用统计学方法给出了二者的中值疲劳寿命sN曲线及疲劳极限。研究结果表明：氩弧焊接头焊缝区内晶粒粗大，使得材料的力学性能明显劣化；电子柬焊接头具有更高的抗拉强度与更好的高周疲劳性能，更有利于工程应用。关键词：TC18钛合金；氩弧焊；电子束焊；抗拉强度；疲劳中图分类号：TG4O7；V215文献标识码：AExperimentalInvestigationontheMechanicalPropertiesofTC18TitaniumAlloy

3、WeldedJointsGuanDi，SunQin(SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Argonarcweldingandelectronbeamweldingaretwotypesoffamiliarprocessingmethodfortitaniumalloy．Studyontwokindsofweldingtechnologyanditsinfluencefo

4、rweldedjointsareofimportantreferencevalueinengineering．MechanicalpropertiesofargonarcweldedjointsandelectronbeamweldedjointsmadebyTC18titaniumalloyareinvestigatedbasedonexperiments。medianfatiguelifeNcurveandfatiguelimitareobtainedbystatisticalmethod．T

5、heresultsshowthatargonarcweldedjointhascoarsegrainwhichmadedeteri—orationofTC18basemetal，whileelectronbeamweldedjointisbetterforengineeringapplicationasithashigh—ertensilestrengthandbetterfatigueresistancethantheformer．Keywords：TC18titaniumalloy；argon

6、arcwelding；electronbeamwelding；tensilestrength；fatigue工艺对焊接接头力学性能的影响对其在工程中的0引言合理选用具有重要的参考价值。基于此背景，进行了TCI8钛合金氩弧焊接头和电子束焊接头的静钛合金以其高比强度、高比刚度、优良的热稳力拉伸及旋转弯曲疲劳试验，并根据试验结果对两定性和热加工性在航空器结构中得到了越来越广种焊接接头的力学性能进行了对比分析，以期为航泛的使用，焊接是钛合金加工制造的一种重要空器中相关结构的设计制造提供依据。方法]。TC1

7、8钛合金可以采用氩弧焊、电子束焊和激1试验材料光焊等多种焊接方法，其中最为常见的是氩弧焊和电子束焊35]。随着焊接工艺的不断发展，通过这两类TC18钛合金焊接接头分别为30mlTl厚两种方法均可获得理想的焊缝外形，对比研究两种板氩弧焊与3OmlTl厚板电子束焊，根据GBT265l一2008~焊接接头拉伸试验方法》、GB4337—84《金属收稿日期：2O1l0531；修回日期：2011一O6—24旋转弯曲疲劳试验方法》推荐的拉伸、疲劳试验标通信作者：关迪，guanfei@mail．nwpu．edu．

8、cn准试验件构型取材制样，试样尺寸如图1所示。航空工程进展第3卷3旋转弯曲疲劳试验疲劳试验在PQ一6型旋转弯曲试验机上进行，试验机转速为3300rpm，采用应力比R一一1的恒幅弯矩加载。各取4级应力水平对两类焊接接头进行疲劳N曲线试验，试验结果如表2、表3(b)电子束焊焊缝所示。图3焊缝区金相电镜扫描照片Fig．3MetallographicSEMphotoofweldmetal表2两类焊接接头SN曲线试验数据Table2NcurvetestresultsoftWOkindsofw