热丝TIG焊是应用较为广泛的高效焊接方法,S-06强度高、韧性好、耐腐蚀的特点,多应用于航空航天领域。针对某发动机推力室外壁焊接工艺,本课题采用热丝TIG焊技术对推力室外壁环焊缝进行焊接,分析各接头焊缝组织、力学性能和断口形貌,制定并优化焊接工艺,结合温度场分布的特点以及各焊接参数对温度场的影响,共同指导实际构件的焊接。首先进行平板堆焊试验,对比热丝TIG焊与常规冷丝TIG焊各接头的焊缝成形,二者熔深、熔宽均随焊接电流增加而增加,同时热丝TIG焊的熔深更大。进一步通过工艺试验确定热丝电流对焊缝成形的影响,发现随着热丝电流增加,熔深、熔宽均随之增加,并在达到一定程度之后熔深急剧增加。基于响应曲面法设计试验,建立焊接电流、热丝电流和焊接速度与焊缝熔深、熔宽、深宽比之间的关系模型,分析了单因素和多因素交互作用下焊接参数对各响应值的影响规律,发现较小的焊接电流、适中的热丝电流以及焊接速度可以得到较小的熔深,能够尽量减小焊接热源产生的热量在厚度方向上的传递。对优化的工艺进行试验验证,证明了模型的适用性。然后分析热丝TIG焊对接温度场,根据构件尺寸建立实体模型,选择双椭球热源对试板的温度场进行模拟,与实测的热循环曲线吻合,验证了模型的正确性,进一步模拟推力室的温度场,明确焊接参数对焊接温度场的影响规律,热丝电流对焊接温度场基本没有影响,而增大焊接电流及降低焊接速度能够增加焊缝附近各点的温度峰值,通过对实际构件温度场的模拟,得到最大线能量的工艺参数,并对焊接顺序进行了优化,发现对称焊产生的变形低于顺序焊,同时对比了水冷及风冷对焊接温度场的影响,发现风冷具有取代水冷的可行性。最后对模拟得到的工艺参数进行优化,并通过金相观察、能谱分析等方法,系统研究了焊接接头的组织,由于为了改善焊缝的塑性,减少缺陷,焊缝材料与母材的成份差异较大,母材为强度较高,韧性较差的马氏体,热影响区为回火屈氏体,而焊缝组织为塑性、韧性较为优良的奥氏体组织,并在晶界处分布了铁素体,防止了延迟裂纹的产生。通过拉伸试验,发现焊接接头的断裂属于塑性断裂,断口形貌主要为等轴韧窝,接头强度达到1034MPa,强度系数为92.86%,满足使用性能要求,硬度最高值处于热影响区及打底焊缝,最低值出现在填充焊缝。