TC17钛合金在TIG焊接方法下的焊接性研究

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1、焊接接头组织和性能MICROSTRUCTUREANDPROPERTYOFWELDINGJOINTTC17钛合金在TIG焊接方法下的焊接性研究StudyonWeldabilityofTC17TitaniumAlloyUnderTIGWeldingMethod李冬杰万晓慧中航工业北京航空制造工程研究所航空焊接与连接技术航空科技重点实验室李晓红郭德伦[摘要]利用填充TA2焊丝的TIG焊接方法，研目前，航空用轻质材料主要有铝合金、钛合金和复[1]究了焊接接头组织和性能特点，并利用焊前涂覆活性剂合材料等，而钛

2、合金是发动机部件的主要材料。其中，和焊后进行热处理的正交试验，讨论了焊前和焊后处理TC17钛合金的名义成分为Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr，方法对焊接接头性能的影响。试验结果表明，TC17钛因富含β相稳定元素Mo、Cr，该合金具有良好的淬透合金TIG焊接接头明显可见焊缝、熔合线和热影响区性和较宽泛的锻造温度；同时该合金含有较多的固溶强等区域，焊缝区柱状晶特点明显并且存在一定量的小气化元素Sn、Zr，通过固溶处理可以获得良好的机械性能；孔，热影响区晶粒较大；焊接接头组织较母材有软化的通过

3、合理的热处理制度，该合金可获得含有片层结构的倾向。焊后接头强度达到母材的85%，热处理后接头强α+β双态组织，具有良好的断裂韧性，能够满足损伤度可达到母材的90%以上，并且热处理后的焊接接头容限设计的需要。TC17钛合金被广泛用来制造航空部[2-3]具有良好的高温拉伸、持久性能，显示出TC17钛合金件，特别适用于发动机风扇、压气机盘件的制造。具有良好的焊接性。TC17钛合金具有良好的淬透性，适用于大部分的关键词：TC17钛合金焊接性焊接接头组织力焊接方法进行制造，其焊接性成为设计人员使用TC17学性

4、能材料的重要参考性能。焊接性的优劣，决定了缺陷在焊[ABSTRACT]TheTIGweldingmethod,filledwith接过程中对于焊接工艺参数是否敏感和不同工艺适用[4-5]TA2weldingwire,isusedtoresearchthemicrostructure的范围是否宽泛。钛合金在焊接过程常见的缺陷形andmechanicalpropertyoftheweldjoint.Theorthogonal式是脆化、气孔和裂纹，与焊前清理、焊接过程的保护和experimentbetwe

5、encoatingactivefluxbeforeweldingand焊接工艺参数相关；焊接热输入等工艺参数和焊接缺陷heattreatmentafterweldingiscarriedouttoinvestigate直接影响焊接接头的性能。本文针对TC17钛合金，利theinfluenceofthecommontreatmentwayfortheweld-用TIG焊（TungstenInertGasWelding）研究焊接接头不ingprocessonthepropertiesoftheweldj

6、oint.Results同位置的缺陷和组织状态以及接头的性能特点，并通过showthat,theweldjointofTC17titaniumalloyhasthe焊前涂覆活性剂、焊后热处理的正交试验，进行TC17钛obviousareas,namedweldzone(WZ),fusionlineandthe合金在TIG焊接方法下焊接性的探索。heataffectedzone(HAZ).ThemicrostructureoftheWZ1试验材料与方法hasacharacterofcolumnarcr

7、ystalsandtheairholesareobservedinthiszone.ThemicrostructureoftheHAZis试验用TC17钛合金母材采用α+β两相区锻造，relativelylargeandthesofteningoftheweldjointisobvi-其扫描电镜（SEM）照片如图1所示。母材组织为初生ouslycomparedwiththebasemetal.Thetensileintensityα相（图1中灰色圆块状组织）+β转变组织（图1中白oftheweldj

8、ointsafterweldingreaches85%ofthebase色组织，由层片状次生α相+保留β相组成），母材的metal,andthisvaluecouldbemorethan90%afterheat室温抗拉强度为1200MPa，400℃抗拉强度为905MPa。treatment.Theweldjointsafterheattreatmenthavegood焊接试板为2mm×86mm×140mm的长方形试件，进行tensilepropertyandcreep