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激光增材修復TC6鈦合金工藝性能研究

2020-09-10 07:22:44范朝程宗輝張志強程東海
電焊機 2020年3期

范朝 程宗輝 張志強 程東海

摘要:在TC6鈦合金上進行激光增材TA15粉末試驗,利用WDW-100試驗機測量增材修復后試樣的抗拉強度,利用沖擊韌性試驗機測量修復后試樣的沖擊韌性,利用光學顯微鏡(OM)和掃描電鏡(SEM)觀察分析接頭的力學性能及接頭顯微組織構成。研究結果表明:TC6損傷激光增材修復接頭成形良好,接頭界面結合處無裂紋、氣孔。接頭抗拉強度可達1 000 MPa,沖擊韌性可達27.5 J/cm2,試樣斷裂于靠近TC6母材的熱影響區;TC6激光增材最佳工藝參數為:激光增材粉末TA15,激光功率1 400 W,掃描速度0.01 m/s,送粉器讀數low%(英文),載粉氣8 L/min,搭接率40%,光斑直徑2 mm,單熔覆層高度0.3 mm;TC6激光增材接頭由焊縫區、熔合區、熱影響區、母材組成。焊縫區主要是細小的針狀馬氏體;熔合區半融化的晶粒主要是基底外延生長的β柱狀晶,并且熔合區由粗大的柱狀晶組成,晶粒呈“八”字形生長;熱影響區主要為α'片狀馬氏體。

關鍵詞:TC6;TA15粉末;熱影響區;熔合區

中圖分類號:TG456.7文獻標志碼:A文章編號:1001-2303(2020)03-0115-05

DOI:10.7512/j.issn.1001-2303.2020.03.21

0 前言

TC6鈦合金是馬氏體型α+β兩相熱強鈦合金,是目前應用最廣泛的Ti-Al-Mo-Cr-Fe-Si系鈦合金,其名義成分為Ti-6Al-1.5Mo-2.5Cr-0.5Fe-0.3Si,使用溫度可達450 ℃左右[1-4],廣泛應用于航空領域。然而TC6鈦合金制重要承力構件在使用過程中存在表面腐蝕、劃傷、裂紋等缺陷,一般通過激光增材修復完成,并確保增材修復接頭性能滿足使用要求。TC6鈦合金結構件屬于關鍵承力件,價格貴,采用換新修理成本高、采購周期長,嚴重影響生產效率。激光焊接具有能量密度高、掃描速度快、熱影響區小、增材變形小、熔池凈化效應明顯等優點,因此在航空維修過程中開展激光增材修復TC6鈦合金材料研究具有廣闊的發展前景。……

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