机械工程学报

作者：陈尧, 刘肖, 张祯迪, 张尚林, 郭楠, 吴军

单位：1. 中国核动力研究设计院核反应堆技术全国重点实验室 成都 610213;2. 中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室 成都 610213

关键词：Ti-4Al-2V,TIG焊,微观组织,晶界特征,纳米压痕；

基金：四川省自然科学基金(2023NSFSC0912),中国核动力研究设计院原创基金(YF9722002)资助项目。

Ti-4Al-2V钛合金作为一种新型钛合金，目前对其不同焊接参数下的焊接组织及性能的影响因素研究较少，为了进一步扩宽其应用范围，非常有必要开展研究。以不同钨极氩弧焊(Tungsten inert gas,TIG)焊接参数制备的Ti-4Al-2V钛合金焊接接头为研究对象，对比分析热影响区各微区及焊缝区的显微组织特征，结合准静态纳米压痕及维氏硬度试验，研究了焊接参数对焊接接头微观组织的影响，构建了工艺参数、焊接组织与性能之间的关系。研究结果表明，焊接热输入量越大，热影响区(Heat-affected zone,HAZ)各微区受焊接热循环作用越大，α相长大变形越严重，片层状二次α相也越粗大。焊缝区(Fusion zone,FZ)温度梯度越大，片层状二次α相更细小、均匀，焊缝区平均纳米硬度也越高。二次α片层含量及大小是影响大小角度晶界占比的主要原因。不同焊接参数条件下，Ti-4Al-2V钛合金焊接接头纳米硬度、维氏硬度变化趋势相同，平均硬度最高区域为HAZ完全重结晶区。Ti-4Al-2V钛合金焊接接头热影响区网篮组织平均纳米硬度最高，焊接时更期望得到该组织。研究结果可为Ti-4Al-2V钛合金TIG焊接工艺迭代优化提供重要技术参考。

来源：2026年第2期

《机械工程学报》期刊编辑部

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