对钛合金激光-电弧复合热源焊接工艺 .pdf

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1、学兔兔www.xuetutu.com钛合金激光一电弧复合热源焊接工艺沈阳飞机．．T-2,k(集团)有限公司(110850)依龙杨磊大连理工大学(116024)刘黎明宋刚摘要对钛合金厚板进行激光一电弧复合焊接，并对焊接接头能进行试验研究，结果表明，激光一电弧复合热源焊接新工艺实现了对钛合金厚板的优质高效连接，焊接接头的抗拉强度平均在950MPa以上，达到母材强度的95％以上；平均冲击强度高于567．3kJ／m；疲劳强度在600MPa水平可达0．7～1万次，550MPa水平可达3—6万次，500MPa水平

2、可达7—12万次。关键词：钛合金激光一电弧复合热源焊接焊接工艺力学性能中图分类号：TG456．7(动载性能与耐蚀性能等)以及焊接成本与生产效率等0前言问题13益突出。激光一电弧复合焊接技术是一种新型由于钛合金的比强度大，又具有较好的韧性、耐腐先进连接技术，该技术能够充分利用激光焊和电弧焊蚀性和焊接性，钛合金首先在航空工业中得到应用。的优点，实现金属材料的优质高效连接，目前该技术已主要用于制造质量轻、可靠性强的结构等。并在化工、经在钛合金上得到了实际应用2．5]。冶金、电镀、造纸、农药、造船、海水淡化、

3、海洋工程、电1试验材料与方法站冷凝器等方面获得成功应用LlJ。随着经济的持续性发展，人们对节能、降耗的要求1．1试验材料不断提高。高性能结构材料的制备和应用技术已成为试验选用7—18mill等系列厚度的TC18钛合金板国内外研究的热点。而大部分高性能金属结构材料的材，其化学成分如表1所示。焊丝为专用焊丝，牌号为焊接性比传统材料差得多，采用传统弧焊方法焊接高TA0—1和TA20，焊丝直径有西1．6mm(TA0—1，TA20)和性能金属结构材料通常会导致焊接接头的软化与脆担．0mm(TA20)。选用纯度为

4、99．99％的高化、裂纹与变形等难以克服的实际问题，其焊接质量纯氩做保护气体，并对被焊试件采用三重气体保护：电表1TC18母材化学成分(质量分数，％)弧焊喷嘴、焊接试板背面保护装置和电弧焊接保护拖采用不锈钢丝刷打磨待焊处，至出现金属光泽；采罩。用不起毛的白布蘸丙酮擦拭接头处，直至白布不变色。1．2试验方法经酸洗和除氢处理的焊丝在焊前应用蘸丙酮的白试验采用激光～电弧(TIG)复合焊接方法。布擦拭，至白布不变色。1．2．1焊前准备对合好对接接头，不留间隙；局部间隙不大于0．10焊接试板待焊处不允许有油污、

5、水、锈蚀、氧化皮mm，局部错边量不大于0．10mm。1．2．2焊接等污物，焊前要求对待焊区域进行严格的清理。钛合金焊接的特点首先是必须给焊接接头提供良收稿日期：2OlO一07—20好的氩气保护环境。由于钛合金加热到400～500cC482011年第2期学兔兔www.xuetutu.com学兔兔www.xuetutu.com表2激光焊工艺参数打底焊电流填丝焊电流打底焊钨极伸出长度填丝焊钨极伸出长度打底焊弧长填丝焊弧长焊枪角度，l／A，2／ALl／mmL2／mmHI／ramH2／ram(。)表5疲劳试验结

6、果编号应力水平R／MPa最大载荷P／kN循环次数／次编号应力水平R／MPa最大载荷P／kN循环次数／次160011．861204513。55010．89282262600l1．7878091455010．8049408360ol1．6973071555010．89686264600l1．8695901655010．89485685600l1．8610220175oo9．747150566o0I1．698890185009．90969827600l1．86106581950o9．901025508600

7、l1．7876892O5o09．74126582955010．89584262150o9．901284971055010．8O624062250o9．8295588l155010．71384862350o9．901148781255010．8932207245009．8278966综合钛合金复合焊接头的力学性能测试结果，可头的抗拉强度平均在950MPa以上，能够达到母材强以看出采用激光一电弧复合焊接工艺，钛合金焊接接度的95％以上；平均冲击吸收能量高于45J；疲劳性能502011年第2期学兔兔www.

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