线能量对TC4钛合金激光焊接残余应力和变形的影响

巩水利¹，裴怡²，张建勋²，何小东³

(1.北京航空工艺制造研究所,北京,100024;
2.西安交通大学,陕西,西安,710049;
3.中国石油天然气集团公司管材研究所,陕西,西安,710065)

摘要:利用有限元分析和实验测试,研究了TC4钛合金平板激光焊接线能量对变形和残余应力的影响规律,并通过焊缝金相实验分析了线能量与焊接残余应力和变形的内在关系.结果表明:钛合金激光焊接产生的纵向残余拉伸应力约为700 MPa～850 MPa,而横向残余拉伸应力只有50 MPa～80 MPa.激光焊接线能量增加时,纵向残余应力拉伸区域变宽,峰值应力降低,而横向残余应力随线能量的增加而升高.在临界焊透规范以上焊接时,角变形随线能量的增大而减小,但横向收缩变形增大.试件被完全穿透焊接时,线能量对角变形的影响作用降低.

关键词:钛合金; 激光焊接; 线能量; 焊接残余应力和变形; 有限元分析;

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