航天|研究新进展：焊接工艺对异种钛合金焊接件性能的影响（下）( 四 ) 航天

1.α'马氏体和针状α的形成是钛合金焊接件FZ区强化的主要来源。在相变过程中促进β稳定的合金元素也会影响焊接性，合金元素中β稳定剂的增加会抑制焊接区强度的增加。这会导致熔合区显著软化或硬化，并降低焊接接头的可靠性。
2.所有常规焊接技术，如TIG、激光、EBW和FSW均可成功应用于异种钛合金的连接。为了获得最佳效果，可以引入不同的工艺改进，如TIG和激光中的脉冲、电子束焊接中的光束振荡模式、导通或焊接的小孔模式。然而，只有在高能密度聚焦束焊接作业（如LBW和EBW）中，强化阶段的比例最高。
3 ，在有关异种钛合金焊接件接头强度的现有研究中，观察到了一些有趣的趋势。例如，接头强度可大于两种贱金属或取决于贱合金的组合；它可以小于两种基底合金的抗拉强度。合金化学或焊接区硬度等因素影响焊接接头强度的趋势。通过使用合适的钛合金（如Ti–6Al–4V）稀释，控制FZ中的弹性模量，可以提高DTW的硬度和强度。其他选择可能是含有钼、钽、铌、钨、钒、铬、镍、钴、锰和铁的钛合金。如果任何基合金具有高MoEQ ，则产生的焊接接头硬度可能显著较高，并将以积极的方式影响焊接接头的抗拉强度。
4.焊后热处理也可用于改善DTW的焊接接头性能。焊后热处理温度的选择在很大程度上取决于DTW接头的MoEQ ，而MoEQ值高的接头对焊后热处理更敏感。一般而言，增加焊后热处理温度会增加α含量，进一步细化α含量，并在α板条之间引入α+β层间形态，导致显微硬度增加，但会降低DTW的缺口拉伸强度。
5.气孔的形成是钛合金焊接过程中的另一个重要方面，尤其是当合金具有不同类型的相稳定剂时。这归因于氢的溶解度降低，因为存在β-稳定元素或过渡到小孔焊接模式。焊接速度和夹层等其他因素也可能是影响因素。 EBW和LBW中的光束偏移可用于控制每种母材对熔合区的贡献，从而影响最终的马氏体相变。在某种程度上，可以通过将光束向相对坚硬的基体合金偏移来控制气孔的形成。孔隙度产生的实际机制尚未完全了解，需要进一步研究。
来源：Infuence of welding processon the properties of dissimilar titanium alloy weldments:a review ， JMST Advances (2020) 2:61–76 ， 10.1007/s42791-020-00034-4
参考文献：Z.L.LeiZ.J.DongY.B.ChenL.HuangR.C.ZhuMicrostruc-ture and mechanical properties of laser welded Ti–22Al–27Nb/ TC4 dissimilar alloys. Mater. Sci. Eng. A559 909–916(2013)；D. Banerjee J.C. WilliamsPerspectives on titanium science and technology. ActaMater. 61(3) 844–879(2013)；G. Lütjering J.C. WilliamsTitanium(Springer Berlin2007)；Rti “Titanium alloy guide” pp. 43–74(2013).