TC4激光拼焊板超塑成形试验研究

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1、制造技术埽宽航又制造技术TC4激光拼焊板超塑成形试验研究宁远涛童国权崔元杰王辉南京航空航天大学机电学院，南京210016摘要；利用2kWYAG激光机，拼焊7厚度093mm细晶Ti6A14V(TC4)板材，焊缝强度高于母材焊接熔池区未出现裂纹或大的气孔，焊整热影响区宽度约为0．3一04mm。在温度8804C和应变速率101s。下，模拟分析7TC4激光拼焊板超塑成形过程，获得7压力时间加载曲线。对比研究7TC4激光拼焊板和其母材的超塑成形极限，结果表明：TC4激光拼辉板与TC4母材超塑成形性能无明显差别。微观组织观剥显示：随着超塑变彤量增大，激光拼焊过程中产生的针状∥马氏体，先转变为扳条

2、状马氏体，再固动恋再结晶而破碎，同时¨B组织分数逐渐增多；关键词：铽音金；激光拼炸，超塑威形，垒相分析ExperimentalStudyonSuperplasticFormingofTC4LaserTailor-weldedBlanksNingYuantaoTongGuoquanCatYu叫leWangHui(CollegeofMechanical蚰dElectricalEngineeringN觚jingUalversilyofAeronauticsandAstronautics，NaftⅡlag210016Abstract：FinegrainedTi6A14Valloysheels

3、with093mmthicknessaretailor-weldedusinga2kWNdYAGlasermachineAtoptimalweldingparametersi．ethecombinationoflaserpower，weldingspeed，focusandshielding8r9009as，weldjointswithoutcracksandlargeporositywereobtainedAIloomtemperature，uniaxialtensiletestswcfepreformedrevealingthatthestrengthofweldlointsls

4、higherthantheparentsheetAtthetemperatureof880℃andthestrainratl!ofl0’s‘，superplasticformingprocessesweresimulatedusingaFEMsoftwareMSCMARCandthegaspressurevsformingtimeolivewasobtainedSuperplasticbalgingtesL‘ofthelasertailor-weldedbilkswcreinvestigatedindicatingthattheweldJointsalmosth孙nonegative

5、effectonsuperplasticdeformationMicrosmlctUralobservationslndicatethattheacicuiar—mar}ensiteproducedduringweldingInthefusionzoneIrarl$forTmIntothelathmartensiteinitiallyandthatsimultaneousdevelopmentofthelathmartensitefragmentationasaresultofdynamicrecrystallizationandthefractionof(叶B】phaseincre

6、aseasthesuperplasticscrainpropagationKeywords：titaniumalloy：lasertailor-welding；superplasticforming：metalhigraphicanalysis引言钛合金币但具有比强度和比刚度高、耐腐蚀等优良性能．而且与复台材科的相窖性优异。与铝台金相比．钛台金与碳纤维的电势更接近，并且熟膨脓系数也相近．因此钛合金是与树腊基复合材料构件接触和连接的首选材料。在航空航天领域得到了越来越广泛的应用，随着航空航天产品性能指标不断提高，钛台金零部件大型化趋势n益明显．有时钛含金零部件的尺寸甚至超过了原材料厂家

7、所能提供的板材最大宽度，人们不得不在零部件E设汁工艺分离面．分别超塑成形(SPF)、超塑成形t扩散连接(SPF／DB)零部i?””““”““““””“”““”“n*日Ⅻ2011-01-II羽造技术研究2011年2月第1期件的各部分，最后利用工装进行焊接得到整个零部件【l】。这一工艺路线成本高、周期长。如果能够将原始钛合金板料进行拼焊，达到大型零部件要求的毛坯尺寸，再进行整体SPF或SPF／DB，该工艺路线将具有很大的吸引力。其实现的关键是焊缝区域板料的超塑