熱變形對TC4氬弧拼焊板拉伸與疲勞性能的影響

姚 剛，黃 銳，李光俊，閆亮亮，曾慶軍，童國權

（1.中航工業成都飛機工業（集團）有限責任公司，成都610092；2.南京航空航天大學機電學院，南京210016）

隨著飛行器的技術性能向著高空、高速方向發展，對所使用材料的強度、耐熱性等要求也越來越高[1]。傳統的鋁合金材料往往難以滿足新型高速飛行器使用的需要，更多的鈦合金板料被應用到飛機結構件以及壁板類零件的制造中來[2-3]。由于飛機零件特別是機翼等部位的鈑金零件尺寸很大，而鈦合金板料的軋制寬度有限，因此大型鈦合金鈑金零件往往需要拼焊。目前航空工業中大型鈦合金鈑金零件一般是在零件上設計工藝分離面，分別成形鈦合金零件的局部，最后利用專用焊接夾具進行焊接得到整個零部件[4]。但焊接變形和殘余內應力將會影響零件質量和使用壽命。如果將原始鈦合金板料進行拼焊，采用通用焊接夾具就可以得到大型零部件要求的毛坯尺寸，再進行整體成形，不僅可以降低制造成本、縮短制造周期，而且可以提高零部件制造精度和制造質量。鈦合金板料，特別是TC4，室溫成形性能很差，一般需要熱成形或者超塑成形。以前，由于熱成形機床尺寸的限制，這種方法難以應用。而目前各航空企業相繼購置了大臺面熱成形機床，已經具備了成形大型零件的條件。航空零件的要求非常嚴格，拼焊板零件不僅要能夠成形，而且必須確保成形后焊縫的性能滿足要求，確保熱成形后的鈦合金零件能夠達到航空工業標準。……