杜振宾， 王卫玲， 熊 然

（1. 海军装备部， 西安710038； 2. 西安航天动力机械有限公司， 西安710038）

0 前 言

材料高强度、 轻量化是航天、 航空工业永恒的追求目标， 大量采用高比强度材料是这两个行业的必然发展趋势[1]。 TC18 钛合金是一种具有良好的综合性能的过渡型α+β 高强钛合金， 具有高强度、 高断裂韧性和高淬透性等特点， 是目前代表国际先进水平并在飞行器制造中获得实际应用的高强钛合金之一。 在我国航天、 航空工业领域， TC18 钛合金焊接工艺的应用研究起步较晚，技术成熟度较低。 目前， 钛合金的焊接方法主要有钨极氩弧焊、 等离子弧焊和真空电子束焊等。其中， 真空电子束焊接具有焊接冶金质量好、 焊缝窄、 深宽比大、 焊缝变形小、 焊缝及热影响区晶粒细、 接头性能好、 焊缝和热影响区不受空气污染等优点， 非常适用于钛及其合金的焊接[2-4]。

北京航空材料研究院的王金雪等[5]对比研究了TC18 钛合金手工TIG 焊与电子束焊焊接接头组织与性能。 结果表明， 在相同热处理条件下， TC18钛合金TIG 焊焊接接头和电子束焊接接头的强度分别为母材的80.5%和100%， 断后伸长率分别为母材的23.6%和29.7%， 但TIG 焊焊缝的冲击韧性优于电子束焊缝。 杨健[6]采用氩弧焊和电子束焊对TC18 锻坯进行焊接以及拉伸和冲击试验， 获得了焊接接头的强度系数和冲击韧性。 结果表明，TC18 钛合金电子束焊接接头更适合用于航天航空结构的制造。 韩文等[7]采用电子束焊接方法， 实现了15 mm TC18 钛合金厚板的焊接。 结果表明，随着焊接速度的增加， 焊缝区上熔宽、 中熔宽、下熔宽都明显减小， 焊缝区晶粒细化， 导致焊接接头疲劳性能增加。……