增材制造和锻造TC11钛合金激光焊接头组织与力学性能

采用增材制造方法制备航空航天大尺寸构件经常会受到加工效率、设备最大加工尺寸的限制,开发增材制造和焊接相结合的复合制造技术有望解决这一问题.因此,开展了增材制造和锻造TC11钛合金激光焊试验,研究了增材制造TC11(TC11-AM)/锻造TC11(TC11-R),TC11-AM/TC11-AM和TC11-R/TC11-R 3种接头的焊接性,开展了焊接接头微观组织、硬度和拉伸试验,并观察了拉伸试样的断口形貌.结果表明,3种接头的焊缝区均未发现明显的气孔缺陷.由于熔池温度梯度大、冷却速度快,焊缝组织均为内部布满α′马氏体相的粗大柱状晶粒.3种接头抗拉强度分别约为1575,1687 MPa和1593 MPa.TC11-R/TC11-R接头和TC11-AM/TC11-AM接头横截面显微硬度呈高斯分布,硬度值分别为445 HV±31 HV和424 HV±6 HV.由于接头不同区域的组织差异明显,TC11-AM/TC11-R接头显微硬度呈台阶状分布,硬度值为432 HV±21 HV.3种接头的拉伸试样均为韧性断裂,发现断裂面均有大量韧窝.通过对比接头的抗拉强度可知,TC11-AM/TC11-R接头和TC11-AM/TC11-AM接头具有良好的焊接性.创新点:(1)对比分析了TC11-AM/TC11-R,TC11-AM/TC11-AM和TC11-R/TC11-R 3种接头的微观组织和力学性能的差异.(2)研究了不同母材状态下焊接接头维氏硬度分布特征的影响规律.