梁仁瑜 苏 倩 刘丰刚 陈继明 黄春平

激光焊接Ti40阻燃钛合金工艺研究

梁仁瑜1苏 倩1刘丰刚1陈继明2黄春平1

（1. 无损检测技术教育部重点实验室（南昌航空大学），南昌 330063；2. 山东凯泽恒信机械有限公司，济南 250000）

针对航空航天领域“钛火”防护问题开展了激光焊接Ti40阻燃钛合金工艺研究，试验获得了Ti40合金焊接的最佳工艺参数，并分析了此参数下激光焊接接头的显微组织。研究结果表明：最佳的激光焊接工艺参数为：功率=1800W，速度=1.1m/min，离焦量Δ=+1mm，氩气流量为10L/min。当焊接功率低于1.8kW时，容易出现未焊透的情况，而在相同的焊接功率下，焊接速度越慢，焊接质量越差。激光焊接Ti40阻燃合金接头的微观组织主要为β柱状晶，从融合线位置开始生长，整体朝向焊缝中心的顶部聚拢；其顶部的组织为β柱状晶，底部的组织则是β柱状晶和等轴晶，底部的晶粒尺寸普遍小于顶部。

激光焊接；Ti40；显微组织

1 引言

Ti40合金是专为应对航空航天领域的“钛火”问题而研制的阻燃钛合金。钛合金零件在高温高压等极端条件下可能燃烧，从而引起事故造成巨大损失。应运而生的阻燃钛合金有多种，如美国的Alloy C（Ti-35V-15Cr），俄罗斯的BTT-1 /BTT-3（Ti-Al-Cu），我国的Ti14合金（Ti-1Al-13Cu-0.2Si）和Ti40合金（国标牌号TB12）[1，2]。其中，Ti40合金的名义成分为Ti-25V-15Cr-0.2Si。作为具有国际先进阻燃水平的β型钛合金，Ti40合金有良好的阻燃性能、较高的高温导热率、较低的熔点以及稳定的结构。

受限于技术手段，在实际工程应用里钛合金构件的制造方法多为锻造+机械加工。连接质量和效率问题一直是制造方最为关心的问题。……