40mm厚TC4钛合金窄间隙激光填

作者：徐楷昕雷振黄瑞生尹立孟

作者单位：哈尔滨焊接研究院有限公司

文章来源：材料导报

我部摘要：针利用窄间隙激光填丝焊接工艺完成了40mm厚TC4钛合金的焊接，通过OM、SEM、EDS、XRD、EBSD等测试方法对接头各区域进行微观组织和结构分析，并测试了其力学性能。

结果表明，焊缝截面整体成形良好，无明显未熔合与气孔缺陷。接头三个区域的显微组织相同：焊缝柱状晶内部分布着密集排列的针状α′马氏体和弥散分布的颗粒状的αｇ相，同一β晶粒内部α′择优取向，大角度晶界比例较高。焊缝中心各区都是典型的α′＋β双相结构。热影响区为过渡态组织，越靠近焊缝侧，其组织形态与焊缝处越相似，焊接过程中Al元素向热影响区发生了扩散。焊接接头焊缝区整体硬度高于母材，盖面区最高，平均值约为HV。接头的抗拉强度最大值为MPa，拉伸试样均断在母材，断口为韧性断裂，接头各区室温冲击性能均低于母材。

关键词：激光技术激光填丝焊TC4钛合金显微组织力学性能

窄间隙激光焊接示意图

TC4钛合金窄间隙激光焊接坡口尺寸

打底焊和填充焊的试验参数

40mm厚TC4钛合金焊接接头横截面

填充层各区域微观组织形貌：（a）焊缝中心，（ｂ）热影响区，（ｃ）母材

焊缝区显微组织形貌：（ａ）OM倍，（ｂ）SEM倍

焊缝区显微组织EBSD取向分布图：（ａ）晶粒取向，（ｂ）晶界取向

热影响区组织形貌：（ａ，ｂ）靠近母材侧；（ｃ，ｄ）靠近焊缝侧；（ｅ）热影响区倍

焊缝XRD标定结果

焊接接头显微硬度：（ａ）横向，（ｂ）纵向

焊接接头拉伸强度

拉伸试样断口的SEM图：（a）倍；（b）倍

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