本课题来源于航空基金项目,主要目的是研究TC17/Ti60异材电子束焊接的机匣转子结构的应力分布特征以及异材电子束焊接工艺的评价方法。由于材料性能的差异,异材电子束焊接接头的应力分布复杂,因此获取接头残余应力特征,寻求优化的电子束焊接工艺,对结构在工程上的应用有重大意义。本文围绕着异材钛合金焊接工艺评价和焊后结构残余应力特征的核心问题,以TC17与Ti60材料及其焊接构件为研究对象,应用X射线法,首先研究两种材料的衍射特性,在自行搭建的平台上对衍射峰和应力常数进行标定,得到合适的测试方案。在此基础上,探索对该类异材焊接工艺的评价方法,建立了焊接关键参数与应力极值的数学关系,给出了异材电子束焊接的最优工艺。实验测试了三种工艺下热处理前后6块焊板的残余应力,每块焊板14个测点28个方向,通过相应技术手段,较好解决了窄焊缝、小测点、衍射峰低、异种钛合金残余应力测试的难题。为评价实际工程中异材焊接的机匣外壳残余应力,对两由TC17及Ti60焊接而成的圆环结构进行测试,每个圆环上布置了互相垂直的两个测试区域,共22个测点44个方向。通过大量实验,获得该类机匣外壳的残余应力特征,并重点关注了焊缝、两端热影响区的应力水平及焊接影响区域。本文的主要成果为:(1)得到TC17与Ti60的X射线衍射特性,解决了测试的可行性和准确性问题,并得到了TC17/Ti60电子束焊接的工程机匣结构残余应力分布特征。(2)从应力角度,提出了异材电子束焊接工艺的评价方法,并建立了关键工艺参数聚焦电流与应力极值的数学关系,确定了最优加工工艺。