钛合金电子束焊接表面残余应力的测试和有限元分析

刘晓佳¹，林健¹，雷永平¹，吴中伟¹，刘昕²，付鹏飞²

1. 北京工业大学材料科学与工程学院2. 北京航空制造研究所高能束流加工技术重点实验室

摘 要：采用多束电子束流焊接Ti60钛合金,并利用小孔法和有限元分析方法分别测试和模拟焊后残余应力值。对焊前预热、焊后缓冷和焊前预热+焊后缓冷三种焊接工艺下的残余应力值进行比较,研究残余应力的分布规律。研究结果表明,在垂直焊缝截面上,纵向残余应力σ_x的模拟结果与测试结果在变化趋势上基本一致。在平行焊缝截面上,实测与模拟纵向残余应力σ_x的分布规律相似。证明了有限元模型的合理性和可靠性。采用预热+焊接的焊接工艺对残余应力影响不大,采用焊接+缓冷的焊接工艺可以改变残余应力的分布。

关键词：Ti60钛合金;电子束焊接;残余应力;有限元分析;