机械工程材料

作者：张凯乐, 刘海江, 魏冉, 王义博, 葛星, 李思良

关键词：TC4钛合金薄板, 激光焊接, 显微组织, 拉伸性能, 断裂机理

采用激光焊接方法对2 mm 厚的TC4钛合金薄板进行对接试验，研究了不同参数（激光功率密度固定为1.10×106 W·cm?2、激光热输入在500～700 J·cm?1；激光热输入固定为600 J·cm?1、激光功率密度在0.88×106～1.24×106 W·cm?2）下焊缝的成形质量以及接头的显微组织和拉伸性能，并分析接头的拉伸断裂机理。结果表明：不同工艺下制备的TC4钛合金接头焊缝成形质量良好，焊缝均呈X形，焊缝上、下表面熔宽接近，随着激光功率密度增大或者激光热输入降低，焊缝腰部高度降低。不同工艺下接头焊缝由粗大的β柱状晶和网篮状α′针状马氏体组成，随着激光功率密度增大或者激光热输入降低，焊缝的晶粒细化程度提高，网篮组织增多。随着激光功率密度增大，接头的抗拉强度先降后增再降，随着激光热输入降低，抗拉强度先增后降。当激光热输入为600 J·cm?1、激光功率密度为1.17×106 W·cm?2或激光热输入为550 J·cm?1、激光功率密度为1.10×106 W·cm?2时，焊缝腰部高度均接近合金板厚度的1/2，焊缝晶粒细化程度较高，二次α′针状马氏体较多，接头的抗拉强度较高，分别为1 126，1 041 MPa，此时拉伸试样均在焊缝处断裂，断裂机理为脆性断裂。

来源：2025年第12期

《机械工程材料》期刊编辑部

查看机械工程材料杂志2025年第12期