【摘 要】
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针对140 mm厚TC4钛合金镂空承重框的结构特征提出双道双侧不等熔深的电子束焊接(EBW)方案,进行焊接试验并对接头组织性能进行了分析.发现焊缝区组织性能在厚度方向有较明显的不均匀现象,两道焊缝根部重叠区是最值得关注的部位.两道焊缝根部重叠区存在大量针状α\'相和点状离散分布的β相,针状相短小、相互交错现象明显;接头中其它焊缝区域观察到针状α\'相和分布在原始β晶界的a相,但板条较长且排列具有较明显方向性.两道焊缝根部重叠区显微硬度比接头其它焊缝区域显微硬度(3410～3460 MPa)高出约1
【机 构】
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中航西安飞机工业集团股份有限公司,陕西西安710089;西安交通大学,陕西西安710049
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针对140 mm厚TC4钛合金镂空承重框的结构特征提出双道双侧不等熔深的电子束焊接(EBW)方案,进行焊接试验并对接头组织性能进行了分析.发现焊缝区组织性能在厚度方向有较明显的不均匀现象,两道焊缝根部重叠区是最值得关注的部位.两道焊缝根部重叠区存在大量针状α\'相和点状离散分布的β相,针状相短小、相互交错现象明显;接头中其它焊缝区域观察到针状α\'相和分布在原始β晶界的a相,但板条较长且排列具有较明显方向性.两道焊缝根部重叠区显微硬度比接头其它焊缝区域显微硬度(3410～3460 MPa)高出约10％.两道焊缝根部重叠区的焊缝室温冲击功比接头中其它焊缝区域室温冲击功(约47 J)低约11％.两道焊缝根部发生重叠的区域焊接接头抗拉强度最低.结合有限元仿真发现大厚度TC4双道双侧不等熔深EBW接头焊缝根部重叠区在900℃附近冷却速度高于焊缝其它区域,是导致重叠区域与焊缝其它区域之间组织性能差异的重要原因.接头拉伸都断裂在母材区.研究表明采用双道双侧不等熔深EBW焊接方案制造大厚度镂空钛合金承重框是可行的,建议实践中可采取提高母材厚度方向组织性能均匀性、严格控制两道次焊接之间时间间隔等有益措施.
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