第37卷第4期 2016年4月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
Vol.37No.4 April2 016
置氢对钛合金激光焊接接头超塑变形均匀性的影响
范朝，程东海，陈益平，胡德安（南昌航空大学航空制造工程学院，南昌330063）
摘要：采用置氢处理的方法提高TC4钛合金激光焊接接头的超塑性变形均匀性，并提出表征不均匀性系数K进行定量表征.结果表明，当置氢量超过0.29%时，随着含氢量的升高，钛合金焊接板的超塑性能降低，即峰值流动应力增加、截面收缩率降低。但接头的超塑性变形均匀性增加；随置氢量的升高，母材截面收缩率下降幅度大于焊缝截面收缩率下降幅度．变形不均匀系数K可以表征置氢TC4激光焊接接头超塑性变形过程中焊缝与母材变形不均匀性。K值随着含氢量的增大、变形温度的升高以及应变速率的降低而增大.K值在含氢量1.299%，变形温度920℃，应变速率10-s-"时达到最大0.84.
关键词：置氢；激光焊接；变形不均匀性；超塑性
中图分类号：TG456.7 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2016)04005704
~10%NaOH乙醇溶液碱洗除油，清水冲洗，5%HF +30%HNO03水溶液酸洗去除表面氧化物.清水冲
焊接/超塑成形技术是将焊接与超塑成形相结
合的一种加工方法：钛合金的焊接/超塑成形技术既可克服钛合金机加工性能差的缺点，又可以制作多层空心的轻量化复杂结构，在航空、航天结构件制造方面具有独特的技术优势和前景：其中钛合金扩散连接/超塑成形技术已得到广泛应用，然而激光焊接技术由于具有加工速度快、容易自动化焊接、焊接变形小、接头宽度与扩散连接接头相近等特点，使得激光焊接非常适合与超塑成形工艺相组合国内外学者对钛合金激光焊/超塑成形技术展开了一系列的研究！-3]．然而研究均表明，钛合金激光焊板在超塑性变形后均存在明显的变形不均勾现象，这将严重影响零件的性能．到目前，关于提高钛合金激光焊接接头超塑性变形均勾性的研究还未见报道．为此，文中提出采用置氢处理的方法，分析了在不同变形工艺条件下置氢量对接头变形均勾性的影响，并提出了表征指标，为钛合金激光焊/超塑成形技术在航空航天领域的实际应用奠定理论和数据依据
1试验方法
试验所用材料为0.8mm厚TC4钛合金薄板，
谋接接头形式为对接接头：焊前板材清理工序：5% 收稿日期：2014-05-29
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51465042）；航空科学基金
项目资助（2013ZE56）
洗，烘干并保存在干洁器皿中
焊接试验使用功率范围为100~4000W的 CO2轴流激光器.试验工艺参数：离焦量A=-0.5 mm激光功率P=900W；焊接速度=3.0m/min. 焊接过程气体保护良好，焊缝呈银白或淡黄色，经X 射线探伤仪检测焊缝内部没有观察到气孔或裂纹
采用管式置氢炉进行置氢试验，温度700℃，炉冷至室温，通过置氢时间和平衡氢分压控制氢含量采用高精度物理天平通过称重法测定置氢后试样含氢量0，0.291%，0.869%，1.073%，1.299%（质量分数）
高温拉伸试验在CMT4104型拉伸试验机上进行.拉伸前在试样表面涂Ti-5玻璃防护涂料，该涂料在800~1000℃下都有很好的保护效果，且高温流动性较好．试验选择工艺范围为：初始应变速率 10-3，10-4s-1，变形温度900.920℃．随炉冷却.拉伸试样尺寸如图1所示，
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图1高温拉伸试样尺寸（mm
Fig. 1Dimension of hot tensile specimens