TC4钛合金线性摩擦焊接头组织及残余应力分布特征

《TC4钛合金线性摩擦焊接头组织及残余应力分布特征》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、钛合金焊接技术TITANIUMALLOYWELDINGTECHNOLOGYTC4钛合金线性摩擦焊接头组织及残余应力分布特征MicrostructureandResidualStressDistributioninLinearFrictionWeldingJointofTC4Alloy中航工业北京航空制造工程研究所张　杰　张田仓　陆业航　张庆云　李　菊　[2][摘要]使用光学显微镜和X射线衍射法对TC4焊接是一种优质、高效、节能与环保的固相焊接技术，钛合金线性摩擦焊接头组织和残余应力分布特征进行金属可通过摩擦生热而达到塑性状态，最终在热能与力[3]研究。结果表明：热机影响区内的α相和β转变体在

2、耦合作用下连接在一起，连接界面的温度变化和塑性[4]线性摩擦焊接过程中被不同程度地拉长，变形严重，焊变形情况是焊接工艺参数的控制要点。该技术发明缝区存在超细晶粒区。焊后接头的残余应力场表现为至今，在航空航天领域尤其是航空发动机整体叶盘结构[5-7]在一侧为拉应力，而在另一侧同时存在拉应力区和压应的生产及修复中显示出广泛的应用前景。国内外对力区。垂直于焊缝的横截面上，垂直焊缝方向的残余应TC4钛合金线性摩擦焊的工艺进行了较多研究，侧重于力在焊缝中心和焊缝端部分别呈现V字形和W字形分揭示焊接接头组织与力学性能之间的关系，关于接头残[8-12]布特征，而在焊缝纵截面上，平行焊缝方向的残余应力余应力

3、分布状态及特征的公开报道较少。残余应分布特征为中心段存有较高的残余拉应力，至焊缝两端力的产生是材料发生不均匀弹塑性变形的结果，它的存逐渐下降为压应力。在对焊接结构件的强度、刚度、断裂韧度、损伤容限、疲关键词:钛合金线性摩擦焊残余应力X射线劳性能和耐蚀性等产生重要影响，而这些性能又都是焊[13-14]衍射接结构完整性评价的重要指标。了解接头残余应[ABSTRACT]UsingmicroscopyandXraydif-力分布特征，不仅有助于对焊接工艺参数进行优化，更fractiontechnology,adetailedinvestigationonthemicro-能为随后的焊接热处理工艺制定

4、提供技术参考。现有structuralandresidualstressdistributioninlinearfriction的残余应力测试方法中，X射线衍射应力测试方法是目[15-17]weldedTi–6Al–4Visperformed.Theresultsshowthat,前应用最为广泛、最为成熟的无损测试方法。本文duringweldingprocess,theequiaxedαandtransformedβ以TC4钛合金线性摩擦焊接头为研究对象，使用X射inthermo-mechanicallyaffectedzoneiselongatedand线衍射法进行接头残余应力特征分析，

5、并对显微组织特broken,andthemicrostructureinweldedzoneisultra-征进行描述。finegrain.Residualstressdistributionofthejointonlyhas1试验材料及方法tensilestresszoneinoneside,comparedwiththeothersidewhichcontainsbothtensilestresszoneandcompress试验材料为选用适当的线性摩擦焊工艺参数进行stresszone.Inthetransversesectionofweldingline,re-焊接的TC4钛合金，尺

6、寸为192mm×75mm×20mm。应sidualstressintransversedirectionpresentsVandWtype力测试前，采用慢走丝线切割去除焊接过程中产生的飞distributionpatternsatthecenterofweldinglineandat边，再用化铣的方法去掉线切割过程在试件表面造成的bothendsofweldinglinerespectively.While,inthelon-附加应力层和氧化层。焊接接头去除飞边的前、后宏观gitudinalsectionofweldingline,hightensilestressinthe形貌如图1所示。

7、centralpartisthedistributioncharacteristicoflongitudinal依据EN15305-2008标准，在LXRD大功率残余应directionofresidualstress,changingtocompressstressnearbothendsofweldinglinegradually.Keywords:TitaniumalloyLinearfrictionw