TC4钛合金激光焊接／超塑成形组合工艺研究.pdf

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1、V01．21No．4第2l卷第4期材料科学与工艺2013年8月MATERIALSSCIENCE＆TECHNOL0GYAug．，2013TC4钛合金激光焊接／超塑成形组合工艺研究张华，程东海，黄继华，赵兴科，陈树海(1．北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083；2．南昌航空大学航空制造工程学院，江西南昌330063)摘要：本文将超塑成形(SPF)和激光焊接技术(Lw)相结合，开发激光焊接／超塑成形组合工艺(LW／SPF)，研究TCA钛合金激光叠焊接头的超塑性变形行为，并对超塑性变形前后的显微组

2、织进行分析．结果表明，TC4钛合金激光叠焊接头能够承受焊板的变形，试样在母材断裂，并通过四层板的模拟件研制验证了超塑成形／激光焊组合工艺工业应用的可行性．关键词：TCA钛合金；激光焊接／超塑成形；组合工艺；微观组织；叠焊接头中图分类号：TCA05文献标志码：A文章编号：1005—0299(2013)04—0032—05Studyonthelaserwelding／superplasticdeformationcompoundprocedureofTC4titaniumalloyZHANGHua，CH

3、ENGDong—hai，HUANGJi—hua，ZHAOXing—ke，CHENShu-hai(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．SchoolofAeronauticalManufacturingEngineering，NanchangHangkongUniversity，Nanchang330063，China)Abstract

4、：Thegoalofthispaperwastostudyanewcompoundprocedureofsuperplasticdeformation／laserweldingcompositeproceduretofabricateTC4multi—layerstructures．Thesuperplasticdeformationofthelaplaserweldedspecimenswascarriedout，andthemicrostructuresbothasweldandafterdef

5、ormationwereanalyzed．TheresultsindicatedthatTi一6A1—4Vlaserlapweldjointcouldbearthesuperplasticdeformationprocessandthefracturehappenedinthebasemetal，andafour—layercomponentwasmadetoprovethepracti—cabilityofLW／SPF．Keywords：TC4titaniumalloy；laserwelding／

6、superplasticdeformation；compoundprocedure；microstructure；laplaserweld钛合金是航空航天领域最重要的结构材料．钛的熔焊方法主要有氩弧焊、等离子弧焊、真空电子束合金“超塑成形／扩散连接”(“SPF／DB”)是一种低焊、激光焊等J．成本、高效益、近无余量的组合成形工艺，在航空、航很明显，要能够与超塑成形匹配形成组合工天发动机和飞行器结构件制造方面具有独特的技术艺，所采用的焊接方法必须首先在焊接工艺特点优势，获得了广泛的应用卜．但是，传统的

7、钛合金上与超塑成形工艺相适应．激光焊接能量密度高、DB／SPF组合工艺仍暴露出相当多的问题和局限性．焊接速度大，其焊缝宽度与钛合金薄板多层结构这种局限f生均源于扩散连接的固有特点(连接时间超塑成形的要求最为吻合．而且，与电弧类焊接方长、连接过程需较大压力、对复杂结构适应性差等)．法(如氩弧焊、等离子弧焊等)相比，激光焊具有近年来国内外学者研究发展钛合金“熔超塑成热影响区窄、焊件变形小、焊缝组织细小等特点，形”或“熔焊／扩散连接／超塑成形”组合工艺，以替代有利于保证接头的性能和超塑性；与真空电子束或改

8、进现有DB／SPF工艺技术．目前，国内外所涉及焊相比，无需真空条件且适合于焊接薄板，对结构的适应性强，是最适合与超塑成形技术匹配形成收稿日期：2012—09～05．“激光焊／超塑成形”或“激光焊／扩散连接／超塑作者简介：张华(1976一)，女，博士，副教授通信作者：张华，E-mail：zhhwhq@163．toni．成形”组合工艺的焊接方法．·36·材料科学与工艺第21卷layerstructureofTi一6A1—4Valloy[J]．Journalof[11]KR