TA19钛合金为典型的近α型钛合金,具有良好的焊接性能和高比强度等优异性能,广泛应用于航空航天等领域。对于大型环件以及复杂截面的异形环,对锻造设备吨位的要求更高以及受加工能力的限制,难以通过传统的锻造-轧制工艺生产制造。采用焊接与后热加工相结合的工艺,能够合理的降低材料在加工过程中的消耗减轻结构质量,获得复杂截面的部件成型。闪光焊为固态焊接技术,相比传统熔化焊无夹杂气孔等铸态组织形成的焊缝缺陷。但由于闪光焊快速加热冷却过程中在焊缝形成片层状魏氏组织,且随着焊缝中心到母材部位,冷却速度以及焊接顶锻应力的不同,得到不同形态的组织,包括片层魏氏组织,细片状组织和变形等轴组织等接头非均匀的焊接组织,在后期的环轧以及胀形校圆过程中容易出现因塑性不均匀变形出现的开裂以及服役中的变形缺陷等。因此,通过研究TA19闪光焊接头组织演变特征以及通过对闪光焊接头非均匀组织进行焊后热处理等工艺来进行组织调控,以期减少组织均匀性差异造成接头性能薄弱区,进一步提高TA19闪光焊焊接接头的性能。本文以闪光焊接头TA19钛合金为研究对象,对闪光焊接头组织演变规律进行研究,通过不同固溶温度下接头不同区域组织演变规律以及力学性能的影响,以及对焊缝片层组织进行等温恒应变速率压缩试验,研究了焊缝热变形组织应力应变曲线规律,分析焊缝不同变形速率,变形温度的组织演变行为。研究结果可为钛合金焊接非均匀组织的调控改善和带焊接接头环轧热加工提供理论依据。主要研究内容如下:(1)对TA19闪光焊接头各区域显微组织形貌特征进行研究,分析钛合金闪光焊固态焊接过程中焊缝以及热影响区等不同区域在焊接热作用下的相变过程。利用扫描电镜以及原子探针,EBSD技术对焊接接头各区域组织进行分析,接头受温度场和变形力的影响,再结晶的程度不同,焊接快速加热冷却过程中相变组织特征与元素扩散分布有关。(2)针对不同固溶温度、时效处理对闪光焊接头组织中α相形态具有显著影响的特点。研究了固溶温度时效下接头各区域组织转变以及元素分布变化特征,结果表明,随固溶温度升高,焊缝区片层组织长径比降低,β转变组织含量增加,时效析出的次生α增加了接头的强度。变形α晶粒储存的畸变能为晶粒的静态再结晶提供了动力,在热处理过程中通过静态再结晶发生等轴化,焊接接头的均匀性得到改善,接头力学性能有所提高,实现良好的强塑性匹配。(3)针对不同应变量、变形速率、变形温度下对闪光焊焊缝片层组织在热变形过程的热加工特征。利用沿焊缝纵向取热模拟试样,分别在不同变形条件下完成热模拟压缩变形实验,研究TA19在不同的热变形参数下组织演变的规律特点,获得焊缝片层组织的热加工的规律,根据应力应变曲线建立起以不同温度、变形量、应变速率参数热加工本构方程,获得带焊缝环轧热加工的关键参数。(4)研究焊缝片层组织TA19钛合金在两相区热变形过程中不同变形参数下的流变应力曲线特征,分析不同变形参数下对片层球化程度的影响,探究变形温度,变形速率以及变形程度对片层α球化的影响机制。研究表明,在相同应变速率下,随着热变形温度的升高,流变应力的峰值呈下降趋势。变形温度的降低,变形速率增加,峰值应力增加,流变应力曲线加工硬化阶段明显。提高变形量,增加变形温度,降低变形速率利于片层α的再结晶形核,提高再结晶晶粒,增加球化程度。