机械工程学报

作者：郭宁, 成奇, 付云龙, 张欣, 徐昌盛, 黄潞

单位：1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150000;2. 哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室 威海 264209;3. 山东船舶技术研究院 威海 264209

关键词：水下激光焊接,局部干法,宏观形貌,微观成形,微观组织,力学性能；

基金：中央大学基础研究基金（HIT.NSRIF.201602，HIT.NSRIF.201704，HIT.MKSTISP.201617）、山东省重点研发计划（2016ZDJS05A07，2017CXGC0922，2018GGX103003）和山东省自然科学基金（ZR2017QEE005，ZR2017PEE010）资助项目。

TC4钛合金的激光填丝焊成功地被应用到水下领域。通过调节焊接速度和送丝速度，研究TC4钛合金的水下激光填丝焊接工艺，来获得高质量的水下焊缝。焊接结束后，分析了不同工艺参数下焊缝的宏观形貌，微观成形，以及微观组织和力学性能。结果表明，当焊接速度和送丝速度分别为20 mm/s和60 mm/s时，可以得到成形良好、连续稳定的焊缝。焊缝中心区是分布散乱的针状马氏体，热影响区主要可以分为近焊缝区和近母材区两部分，近母材区的α'相比近焊缝区的α'相少，这是因为近焊缝区的温度更高，更多的β相转变成α'相。随着焊接速度（或送丝速度）的增大，接头的屈服强度与冲击韧度均表现出先增加后减少的趋势，并且在焊接速度为20 mm/s，送丝速度为60 mm/s时，二者均达到最大值，屈服强度为813.42 MPa，冲击韧度为39.07 J/cm2。较大的深宽比和焊缝横截面积可以提高接头的力学性能。通过扫描电镜观察分析断口形貌，发现断口为解理和韧性混合断裂形式。

来源：2020年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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