钛合金

　56焊　接　学　报第31卷

合金焊接所获得的系统研究结果与在钢材上的普遍

[13-15]

规律有其共性的一面;所不同的是钛合金焊接的纵向塑性应变(压缩或拉伸)的总量都较小.当引入“内拘束度”的概念以表征材料力学特性、热物理特性对形成焊接应力应变过程的影响时,“内拘束度”被定义为I=σ/αET,其中,σ为在被考察点的实际应力值;αET为在被考察点的温度应变受到完全刚性拘束时的热应力值.点状加热(氩弧点焊)时的内拘束度I=1/2,焊点中的残余应力峰值则为αETk/2;其中,α为线膨胀系数,E为弹性模量,Tk为材料失去力学抗力的“力学熔化”温度.理论分析表明,当移动热源的焊速增大时,“内拘束度”的变化在1/2≤I≤1之间.以“极限塑变

αTk/ε比”s(0)作为材料特性对焊接应力应变影响的因子,其中,εs(0)为材料在室温下的屈服应变值,则低碳钢的因子为6,钛合金的因子仅为1.2.可见,钛合金与钢材焊接应力应变形成时,既有其共性,又有其各自的特性.

如果在低碳钢上焊接残余应力峰值相当于材料在室温的屈服强度,那么,对于钛合金而言,[1]

室温屈服强度的60%～6]

图5所示为在y=0mmT而变化的瞬态纵向拉伸

[3-5]

拉应力的峰值仅为材料屈服强度的60%～70%,这一特点也得到了数值计算的证实.

(2)熔池内的金属是在已发生压缩塑性应变的近缝区的框架内熔化的;凝固和冷却过程亦是如此,虽产生了拉伸塑性卸载应变,但焊缝中仍保留下来压缩塑性应变和较小的拉伸弹性卸载应变,它们均是在两侧已发生了压缩塑性应变的连续介质框架内形成,直至残余状态,纵向总应变仍保持为压缩塑性应变.参考文献:

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.

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图5　焊缝中心线上σx,ReL和温度的变化

σx,RELandtemperaturehistoriesatweldcenterlineFig15　

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3　结　　论

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