界面缺陷對鈦合金擴散焊接頭高周疲勞行為的影響*

鄧武警，邵 杰，陳 瑋，李志強，李曉華

（1.中國航空制造技術研究院，北京 100024;2. 塑性成形技術航空科技重點實驗室，北京 100024;3. 數字化塑性成形技術及裝備北京市重點實驗室，北京 100024）

擴散焊/擴散連接技術（Diffusion bonding, DB）是在低于材料熔點的溫度下，通過原子相互擴散實現接觸表面連接的一種精密固相連接技術，已廣泛應用于航空、航天及核電等領域。擴散焊具有多區域大面積連接、無熱影響區、無應力，并能實現難熔焊材料連接等優點，在重要制造領域對新型材料的連接及復雜精細結構件的制造具有獨特的優勢和靈活性。同時擴散焊技術應用領域已經逐漸由原來非承力或次承力結構擴展到主承力部件、轉動部件甚至熱端轉動部件[1–2]，抗疲勞性能成為擴散焊結構可靠性的關鍵評價指標。雖然目前擴散焊技術水平能夠實現大面積高精度連接，但可能出現的擴散焊缺陷會造成局部應力集中，影響零件的疲勞強度和壽命。而目前國內外缺乏擴散焊缺陷對疲勞性能和損傷機理的影響規律系統研究，尤其是弱連接、微缺陷、內部宏觀缺陷對結構疲勞損傷定量研究較少。

近年來，國內外學者圍繞制造工藝過程中宏微觀內部缺陷的疲勞性能、壽命預測、微觀斷裂機理及疲勞行為力學模型等進行了研究[3]。Serrano-Munoz 等[3]對比了鑄造鋁合金內部缺陷和表面缺陷材料疲勞失效，發現了內部缺陷典型缺口形貌。Günther 等[4–9]定量研究了金屬材料含隨機內部缺陷增材制造材料高周疲勞行為，對微小內部缺陷微觀裂紋機理進行了分析。……