擴(kuò)散連接界面缺陷對Ti-6Al-4V合金力學(xué)性能的影響

擴(kuò)散連接（Diffusion Bonding, DB）是利用被連接的兩個(gè)或多個(gè)表面在不引起塑性變形的壓力和低于材料熔點(diǎn)的溫度下，實(shí)現(xiàn)接觸表面通過原子相互擴(kuò)散而形成連接的一種固相連接技術(shù)[1]。擴(kuò)散連接是一種高效的連接技術(shù)，可進(jìn)行材料多區(qū)域大面積連接，并能實(shí)現(xiàn)熔焊及其他連接技術(shù)難以連接材料的連接[2]。同時(shí)，將擴(kuò)散連接技術(shù)與超塑成形結(jié)合形成超塑成形/擴(kuò)散連接技術(shù)(Super Plastic Forming/Diffusion Bonding, SPF/DB)制造的整體結(jié)構(gòu)件在滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，也體現(xiàn)其工藝優(yōu)勢，設(shè)計(jì)自由度高、成形精確、縮短制造周期、降低生產(chǎn)成本。SPF/DB技術(shù)在降低飛行器結(jié)構(gòu)重量、提高結(jié)構(gòu)完整性和承載效率方面具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，日益得到航空航天領(lǐng)域重視，并已廣泛用于飛機(jī)、發(fā)動機(jī)、導(dǎo)彈等零部件研發(fā)[3]。

影響擴(kuò)散連接接頭工藝參數(shù)主要包括擴(kuò)散連接溫度、壓力、保壓時(shí)間及材料表面狀態(tài)等。一般來說，溫度越高、時(shí)間越長，擴(kuò)散連接越容易實(shí)現(xiàn)，其界面焊合率越高。然而，溫度的升高和時(shí)間的延長會導(dǎo)致材料組織粗化，造成材料力學(xué)性能的下降。工藝條件（溫度、壓力、時(shí)間）與材料表面狀態(tài)對Ti-6Al-4V合金擴(kuò)散連接接頭質(zhì)量的影響已進(jìn)行了廣泛研究[4]。對鈦合金而言，擴(kuò)散連接技術(shù)成熟度高、工藝穩(wěn)定性好、連接接頭焊合率能實(shí)現(xiàn)95%以上，接頭力學(xué)性能達(dá)到與母材相當(dāng)?shù)乃健?/p>

而界面未焊合與弱連接是擴(kuò)散連接工藝過程中的一種較為常見缺陷，它的存在使得有效承載面積減小，并且在缺陷附近產(chǎn)生應(yīng)力集中，不同程度地影響結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，而關(guān)于擴(kuò)散連接界面缺陷對力學(xué)性能影響的報(bào)道很少?！?br>