TC18钛合金闪光焊接头的组织与性能

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1、制造技术研究2013年6月第3期TC18钛合金闪光焊接头的组织与性能1111222王金雪袁鸿余槐张国栋肖志翔江飞龙刘忠（1.北京航空材料研究院，北京100095；2.贵阳安大宇航材料工程有限公司，贵阳550009）摘要：针对TC18钛合金进行闪光焊工艺试验，分析研究了该合金闪光焊接头的组织与性能。结果表明：可以采用闪光焊焊接TC18钛合金，焊后不进行热处理，其接头强度、延伸率和冲击韧性均比较低，分别为母材的87.1%、68.5%和15.1%，若焊后进行热处理，接头强度与相同热处理状态的母材等强，延伸率和冲击韧性分别达到母材的52.7%和35.5%。关键词：TC18钛合金；闪光焊；组织；性能

2、MicrostructureandPropertiesofFlashWeldingJointsofTC18TitaniumAlloy1111222WangJinxueYuanHongYuHuaiZhangGuodongXiaoZhixiangJiangFeilongLiuZhong(1.BeijingInstitutionofAeronauticalMaterials,Beijing100095；2.GuiyangAndaAerospaceMaterialEngineeringCo.,Ltd.,Guiyang550009)Abstract：FlashWeldingexperimentsof

3、TC18TitaniumAlloywereproceeded,thenthemicrostructureandpropertiesofFlashWeldingjointsofthisalloywerestudied.TheresultsshowthatTC18TitaniumAlloycanbeweldedbythemethodofFlashWelding.Thestrength,elongationandimpacttoughnessoftheweldingjointswererespectively87.1%,68.5%and15.1%ofthebasicmetal,whichhave

4、alowlevelwithoutheattreatmentafterwelding.Iftheheattreatmentwereproceededafterwelding,theshrengthofthejointswasasthesameasthebasicmetal,theelongationandimpacttoughnesswererespectively52.7%and35.5%ofthebasicmetal.Keywords：TC18TitaniumAlloy；FlashWelding；microstructure；properties1引言而积累一定的钛合金闪光焊试验数据，为

5、其今后进一步应用于我国航空航天制造领域提供技术依据。TC18钛合金是一种过渡型α+β钛合金，它具有高强度、高断裂韧性和高淬透性，具有良好的综合性2试验材料及方法能，是目前代表国际先进水平并在飞机上获得实际应用的高强钛合金之一，特别适用于制造飞机机身及起本次试验采用TC18钛合金（名义成分[1～3]落架结构的大型锻件，可用各种方法焊接。目前，Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe）为试验材料，焊前经过830～闪光焊在国内航空航天领域的应用还不多见，国内关750℃，AC一次退火热处理，经机械加工成于闪光焊接工艺的研究主要以钢为主，铜铝以及铝基200mm×60mm×30mm的焊接试块。复合材

6、料的闪光焊接也有报道，但钛合金的闪光焊还焊接完成的试块经双重退火（固熔+时效）热处未进行有效系统的研究。本次试验采用TC18钛合金理，再经机械加工成拉伸、冲击力学性能试样，并进为试验材料开展闪光焊工艺试验，确定合适的焊接工行力学性能的测试。艺参数，并进行焊接接头组织与性能的测试分析，从作者简介：王金雪（1980-），硕士，焊接专业；研究方向：航空材料焊接技术研究。收稿日期：2013-04-2222制造技术研究航天制造技术3试验结果及讨论3.1接头宏观形貌TC18钛合金试块闪光焊后的试块见图1，受热熔化的金属在顶锻力的作用下被排挤出来，焊后经机械加工去除被排挤出来的液态金属及氧化物，然后高度

7、方向取横截面，观察其宏观形貌，结果显示，通过合理调整预热、闪光、顶锻、休止几个阶段的焊接工艺参数，最终获得较为平行的焊缝宏观形貌，见图2。图2TC18闪光焊接头宏观形貌采用X射线检测方法对焊缝进行检测，未发现焊缝中有缺陷存在。3.2接头力学性能本次试验拉伸及冲击性能试样分热处理态和焊态两种，热处理态为焊前一次退火，焊后双重退火，焊态为焊前一次退火，焊后不进行热处理。两种状态下拉伸和冲击性能测试结果见表1和表2。表中数据表