TA15钛合金电子束焊缝形貌及显微组织-论文.pdf

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1、TA15钛合金电子束焊缝形貌及显微组织张庆云，李晋炜，陆业航，姚罡(北京航空制造工程研究所，北京100024)摘要：对TA15钛合金厚板采用电子束焊接，研究了焊接速度为400mm／min和600mm／min的工艺条件下的焊缝形状、显微组织以及接头的显微硬度。结果表明：提高焊接速度，焊缝显微组织变得细小、均匀，热影响区收窄，接头上下部位显微硬度值更为相近，曲线也较陡直。关键词：钛合金；电子束焊接；焊缝形貌；显微硬度中图分类号：TG456．3文献标志码：A文章编号：1001—4012(2012)01—0011—04WeldingShapeandMicrostruct

2、ureofTA15TitaniumAlloyWeldingJointWeldedbyElectronBeamZHANGQing-yun，LIJin-wei，LUYe-hang，YAOGang(BeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024，China)Abstract：TA15titaniumalloythickplatewasweldedbyelectronbeamweldingunder400mm／minand600mm／minweldingvelocity．

3、Twodifferentweldingshapes，microstructureandmicrohardnessoftheweldingjointswereanalyzed．Theresultsshowedthathigherweldingvelocityresultedinthefinergrainsize，narrowheataffectedzoneandsimilarsteepermicrohardnesscurve．Keywords：titaniumalloy；electronbeamwelding；weldingshape；microhardnessT

4、A15钛合金属于近a型钛合金，具有中等的组织以及合金成分的不均匀，从而影响接头的力学室温和高温强度、良好的热稳定性和焊接性能等诸性能。笔者将选取合理的电子束焊接工艺，针对多优点，在航空领域中的应用前景非常广阔，未来TA15钛合金厚板，通过试验找出电子束焊接速度TA15钛合金有望成为减轻飞机重量、制造超音速对焊缝形状的影响规律，并期望利用焊接速度控制飞机及发动机零件的重要结构材料。电子束焊接速焊缝形状，进而控制焊接接头性能。这对于钛合金度快，可以为对气体敏感的钛合金提供真空保护环电子束焊接的基础研究和工程应用有着重要意义，境，成为大厚度钛合金结构制造的一种理想也为

5、其在我国飞机制造等国防武器装备领域的应用选择[一。提供相应的参考。在电子束焊接过程中，通过调整焊接参数可以1试样制备与试验方法获得不同焊缝形貌。之前已有关于焊接参数对焊缝形貌影响的研究[3]，大量文献表明Ⅲ4]，电子束流与1．1试样制备试验材料为2Omm厚轧制退火态TA15钛合加速电压决定了电子束的能量，是影响焊缝形状的金，其化学成分(质量分数)为：6．72A1，2．32V，重要因素。另外，焊接速度影响单位时间的热输人1-77Mo，2．19Zr，0．0053C，0．08Fe，量，在不改变其他参数下增加焊接速度，将减少单位时间的热输入量，使得焊缝熔宽减小。0．14

6、Si，余量Ti。将尺寸为200mmX200mmX2Omm的TA15工艺参数不同造成的焊缝形状差异会导致焊缝钛合金试板浸入体积比为HO：HNOs：HF=75收稿日期：2011-05—12：2O：5的酸洗液中浸泡3rain后，用清水冲洗干作者简介：张庆云(1981一)，女，工程师，硕士。净，放置洁净干燥箱内烘干30rain，去除板材的表11张庆云等：TA15钛合金电子束焊缝形貌及显微组织缝上下宽度差异很大，顶部越宽，纵向显微组织和性分的显微硬度值较为相近，曲线更为陡直。能差距越大。因此，为了满足工程上对焊接件的要(3)采用400mm／min低速焊接时，试板顶部求，获

7、得横向、纵向性能均一致的焊接接头，既需要金属吸收能量较多，热传导慢，可获得上宽下窄、横焊缝顶部吸收足够的能量以保证接头的熔宽尺寸，向截面性能较一致、纵向差异较大的漏斗型焊缝；采又需要快的冷却速度以保证顶部和底部焊缝尺寸相用600mm／min快速焊接时，试板单位时间热输入近，即一方面要保证高的焊接速度获得类似“钉形”量小，冷却速度快，可获得熔合线近似平行、接头纵的熔合线近似平行的焊缝，另一方面又要保证低的向性能差异较小、横向截面差异较大的钉形焊缝。冷却速度得到漏斗形焊缝的熔宽尺寸。参考文献：这就需要在600mm／min焊接速度下实现钉形焊缝的基础上，改变其他焊接工

8、艺，提高单位时间的热输[