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TC4鈦合金作為一種α+β雙相鈦合金探索創新，綜合性能優(yōu)良服務機製，能在400℃下長(zhǎng)時(shí)間工作體製。由于其良好的高溫性能稍有不慎，可用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)盤協調機製、風(fēng)扇擴大、葉片及框梁等承力構(gòu)件勞動精神。為了滿足航空焊接構(gòu)件日趨輕質(zhì)化和復(fù)雜化的要求長效機製，廠家采用電子束焊接TC4鈦合金航空構(gòu)件技術。
在焊接過程中存在著較大的溫度梯度拓展應用，這會(huì)導(dǎo)致焊后接頭產(chǎn)生較高的焊接殘余應(yīng)力生產創效；較高的拉應(yīng)力會(huì)降低接頭的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性能結構，而較高的壓應(yīng)力也會(huì)降低結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定極限。由于焊接殘余應(yīng)力對(duì)航空構(gòu)件的強(qiáng)度和壽命有一定的影響優化上下。因此能力建設，近年來TC4鈦合金等航空構(gòu)件的焊接殘余應(yīng)力越來越受到人們的關(guān)注。
本文主要是采用盲孔法測(cè)試分析電子束焊接試板殘余應(yīng)力的分布趨勢(shì)生產體系，為選取電子束焊接工藝參數(shù)提供一定的理論依據(jù)服務。
TC4鈦合金電子束焊接試驗(yàn)研究
選用TC4鈦合金材料，試板尺寸為300*150*12mm能力和水平。用鋼絲刷打磨試板表面覆蓋，去除氧化膜，再用酒精棉擦拭干凈研究，置于電子束機(jī)上進(jìn)行焊接高效。TC4鈦合金焊縫成形較好，焊縫正面寬8.5mm提高，背面2mm機構。
電子束焊接TC4鈦合金試板殘余應(yīng)力測(cè)試研究
采用盲孔法對(duì)TC4鈦合金電子束焊接試板進(jìn)行測(cè)試研究。鉆一個(gè)孔徑為φ2mm交流，深2mm的盲孔基礎，采用南京聚航科技有限公司的JHMK殘余應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)，由JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀和JHZK殘余應(yīng)力裝置組成形勢，多點(diǎn)測(cè)量實踐者，全軟件設(shè)置，可自動(dòng)實(shí)時(shí)計(jì)算殘余應(yīng)力選擇適用，測(cè)量結(jié)果直觀明了管理，儀器精度高。
測(cè)點(diǎn)布置
考慮到傳統(tǒng)焊接殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)業務指導，在垂直于焊縫的TC4鈦合金試板的中心線上改進措施，以焊縫為中心在焊縫兩側(cè)間距一定的距離，使用JH-496膠水粘貼應(yīng)變片長足發展，靜止固化后準(zhǔn)備測(cè)試今年。
測(cè)試時(shí)間的影響
將應(yīng)變片連接到JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀上，應(yīng)變儀調(diào)零結構不合理，進(jìn)行鉆孔測(cè)試動手能力。考慮到鉆孔后孔邊溫度的恢復(fù)和殘余應(yīng)變的釋放意見征詢，對(duì)TC4鈦合金焊接試板的測(cè)試時(shí)間進(jìn)行了研究提升。根據(jù)儀器自身的精度，每間隔300s或600s測(cè)量一次的必然要求，當(dāng)兩次差值在5μs內(nèi)終止測(cè)量研究成果。從測(cè)量數(shù)據(jù)可以看出取得了一定進展，對(duì)與TC4鈦合金試板鉆孔后30-40min內(nèi)，殘余應(yīng)變可完*釋放大面積。
Tc4鈦合金試板測(cè)試結(jié)果
TC4鈦合金電子束焊接接頭上表面各點(diǎn)殘余應(yīng)力分布以縱向應(yīng)力為主積極參與，如圖1、2所示培養，橫向應(yīng)力值相對(duì)較小交流研討。焊縫及近縫區(qū)的縱向應(yīng)力為拉應(yīng)力，隨著離焊縫中心距離的增大形式，拉應(yīng)力值逐漸減薪ㄔO應用。磺液缚p中心的應(yīng)力峰值達(dá)到362.95MPa信息，如圖1相關。
橫向殘余應(yīng)力的分布趨勢(shì)如圖2所示大力發展，焊縫兩側(cè)有兩個(gè)應(yīng)力峰值豐富內涵，應(yīng)力的分布也以拉應(yīng)力為主，應(yīng)力值在23-146MPa之間變化建言直達。
TC4鈦合金試板焊接殘余應(yīng)力分布趨勢(shì)多種，符合焊接殘余應(yīng)力分布的傳統(tǒng)規(guī)律，且縱向應(yīng)力值較低充分發揮，這說明所采用的12mm厚TC4鈦合金中壓電子束焊接工藝是較為合適的發展成就。
上述結(jié)果與文獻(xiàn)中殘余應(yīng)力的分布趨勢(shì)基本一致。由此可見重要方式，雖然電子束焊接能量密度高開展面對面，焊接過程中接頭溫度梯度較大，但由于焊縫窄非常重要、熱影響區(qū)小進一步提升，焊接速度快、線能量不是很大營造一處，電子束焊接過程中產(chǎn)生的固有相變將不會(huì)很大改革創新，產(chǎn)生殘余應(yīng)力也不會(huì)高。因此取得顯著成效，對(duì)于鈦合金航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)件新模式，采用合適的電子束焊接工藝，可以改善接頭的殘余應(yīng)力分布不容忽視，這將提高結(jié)構(gòu)的疲勞壽命及抗腐蝕能力組織了。
結(jié)論
1. 采用盲孔法測(cè)試電子束焊接殘余應(yīng)力分布準(zhǔn)確性較高，尤其是適用于TC4鈦合金中厚板材料測(cè)試說服力。對(duì)于不同厚度的TC4鈦合金試板搶抓機遇，鉆孔后焊接殘余應(yīng)變完*釋放的時(shí)間是不同的問題，需要通過試驗(yàn)測(cè)試研究。
2. 對(duì)于12mm厚TC4鈦合金電子束焊接試板全會精神，其上表面焊接殘余應(yīng)力的分布趨勢(shì)符合傳統(tǒng)的焊接應(yīng)力分布規(guī)律系統穩定性。
3. TC4鈦合金電子束焊接試板上表面焊接殘余應(yīng)力峰值低于母材的屈服強(qiáng)度，殘余應(yīng)力主要以縱向應(yīng)力為主集中展示。
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2025廣州國(guó)際分析測(cè)試及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備展覽會(huì)暨技術(shù)研討會(huì)
展會(huì)城市：廣州市展會(huì)時(shí)間：2025-03-05