近20年来，跟着焊接技能的钻研和运用程度的提升，希奇是在材料的焊接本能钻研、主动化焊接工艺法子和工艺技能、构造的焊策应力变形节制以及焊接会商力学本能和牢靠性等方面的钻研深入和程度抬高，在“合于应用”的先进计划观念的引领下，钛合金焊接构造越来越精深地运用到飞机的要紧承力构造上。现实上飞机要紧承力件采纳钛合金焊接构造的技能上风，在20世纪七八十年月前苏联研发的第3代军用飞机上即获患有很好的印证，并引发了西欧航空建造界的高度注意。越来越多的材料报导声明，西欧航空建造业曾经将钛合金焊接构造从飞机的次承力构造运用到主承力构造上[1]。TA15钛合金属于高Al当量近α型钛合金，具备与α型钛合金相当的焊接本能和濒临于α+β型钛合金的工艺塑性，是我国先进飞机焊接用钛合金的要紧材料[2-3]。本文针对具备弧线焊缝的TA15钛合金主承力构造实行了主动化焊接工艺和本能实验钻研，采纳活性焊剂氩弧焊技能及另外一系列响应办法，有用地处置了狭隘操纵空间下的焊丝填充和守护题目，到达了角焊缝的全焊透，获患有成形和本能精良的焊缝。构造特性解析及工艺难点构造采纳TA15钛合金材料，由腹板和高低缘条经由角焊缝方法焊接而成，此中腹板为形似正弦弧线的涟漪形，位于高低缘条当中，厚度为2mm、缘条厚度为5mm，如图1所示。构造件须要在缘条双侧施加拉力实行拉伸实验和疲乏实验，此时焊缝做为处事焊缝，对缺口很敏锐。为了抬高构造件强度和疲乏寿命，焊缝原料需满意I级焊缝准则，并到达焊缝的全焊透。

对该构造实行解析后，觉察其焊缝的轨迹具备周期性，这适当于应用编程方法来完结焊缝的主动化焊接，但在焊接进程中会存在下列题目。（1）为了保证角焊缝的焊接原料，在焊接进程中，正常请求焊枪与缘条平面成确定角度，并笔直于焊缝轨迹，焊枪随焊接轨迹持续的摆动，其疏通轨迹实验上为空间弧线。请求焊枪夹持机构最少要有5个解放度，才具满意主动焊接请求。（2）涟漪腹板的曲率在曲面过渡处的圆弧半径仅为11mm，在焊接进程中，焊枪随焊接轨迹持续地摆动，加之待焊零件表面呈涟漪状凸凹不平，这就使得本应静止在焊枪前端的焊丝填充安设和跟在焊枪后端的守护拖斗，难以在这样狭隘的空间能手走，因而焊丝的填充和焊缝的守护在这类构造中将万分艰巨完结。（3）钛合金焊接时，有两大要素对焊缝原料构成严峻影响。一是高温下晶粒长大偏向大：钛合金导热性差，焊缝和近缝区在高温下的停息时光长，使晶粒长猛进一步加重；二是高温下希奇是在熔融形态下，钛对H、N、O等气体元素有很强的化学亲和性：由于这些气体元素的效用，钛合金表面很轻易构成气体饱和层，在焊缝中构成气孔，由于气体元素向钛合金布局中的渗入和分散，会致使焊接会商构成冷裂纹和氢脆，引发构造的低寿命摧残[4]。针对该构造特性和焊接工艺难点实行了实验，经由采纳符合的工艺办法，可获患有优异的焊缝。焊接工艺进程1　实验材料及征战由于TA15钛合金在常温下塑性低，对2mm厚度的板材，成形艰巨，回弹大，易构成裂纹，因而实验采纳的涟漪腹板是由厚度为2mm的钛合金板材经热成型工艺压迫而成的，零件精度较高。焊接进程应用的焊剂商标为FT-02，焊剂在应用前于烘箱中烘干。缝轨迹形态的填充材料，算帐洁白后，将其放在零件待焊地方上贴合严密，尔后采纳定位焊的法子将该预制成形的焊缝填充材料静止。如许焊接填充材料在安装时

就被提早放入了焊缝区。将腹板和高低缘条装入夹具后，应用手工氩弧焊法子先将腹板和缘条静止，尔后将填充材料静止在焊缝响应地方，填料与零件贴合严密，焊点巨细符合，不超过焊缝宽度。点焊后成绩如图2所示。

3　氩气守护对高温、已凝集的焊缝金属和近缝区金属采纳后拖拖斗的方法实行氩气守护，防范其产生氧化[4]。由于操纵空间的束缚，拖斗不能采纳罕用的拖斗方式。针对这类构造经由减小拖斗遮蔽面积，抬高拖斗的高度，并抉择符合的氩气流量和工艺参数可到达精良的守护成绩。一切安设示用意如图3所示。

焊缝后背和缘条外侧则采纳个别充氩的方法实行守护。经由焊接夹具构成的密闭空间，使内部维持氩气氛围。4　焊前筹办为节制焊接气孔，在安装前务必对焊接区及附近表面实行用心算帐。将待焊零件团体去油后，实行焊前酸洗责罚，经烘干后，采纳不锈钢钢丝轮打磨待焊地域。5　焊接工艺采纳预置填充材料的方法给焊缝熔透带来了另一个题目，由于预置的填充材料增大了钨极到焊缝根部的间隔，同时增多了须要焊透的试件深度。对旧例钨极氩弧焊法子来讲，要是经由纯真地增多焊接电流或减小焊接速率来完结焊缝的全熔透会构成焊缝咬边、焊缝区晶粒增大等诸多题目，终究将致使焊缝区本能的低落。实验解释，活性焊剂氩弧焊（A-TIG）与保守氩弧焊（TIG）工艺比拟，A-TIG焊接电弧的穿透才略显著加强，热输入量低落，焊接变形及应力减小，也许使焊接熔深深宽比达1∶1；其焊接会商归纳本能显著抬高，尤为关于钛合金、铝合金来讲，也许有用防范焊接气孔；焊接不异规格的产物构件时，在不异的焊接电流前提下，不必开坡口或即便开坡口，其堆焊层数显然缩小，也许减省大批的人力、物力、财力，焊接临盆效率高，归纳本能好，况且不须要额外非凡的专用征战，也许成倍低落成本，抬高产物原料[5]。为保证焊接熔深，缩小焊接会商过热构成粗晶，抬高会商塑性，缩小焊接变形和低落安装精度请求，因而采纳脉冲焊和活性焊剂氩弧焊相连合的法子实行焊接。6　焊接工艺参数从实验情景看，焊接进程中，若电流太小，在焊缝根部会构成过大闲逸，构成内部气孔和未焊透；若电流过大，则涌现咬边。在直线试件上应用统一焊接标准也许取得精良的焊缝成形，但在涟漪状焊缝屈曲处双侧的散热前提不同（如图4所示），致使T形焊缝在波峰和波谷焊接时须要恰当调度焊接标准。

琢磨以上两条要素，为了取得优异的焊接会商，务必用心抉择和矜重节制焊接参数。经由屡屡实验，得出了较符合的焊接标准参数，终究焊缝外表如图5所示。

凭借航空准则请求，I级焊缝中氢的原料分数应在母材的准则领域内，氧的原料分数应不超过大于母

材的准则领域的20%。在构造件上取个别焊缝，采纳脉冲加热-热导法对焊缝金属氢、氧含量实行探测，并与母材中氢、氧含量准则领域相对照（表1），其氢、氧含量百分比均小于母材准则领域。

实验结局1　焊接原料检修焊后采纳X射线探测法子，对焊缝实行反省，未觉察超标气孔和未焊透。在焊接试件上不同地方截取金相试样，反省焊透量，如图6所示。两个焊接熔池遮蔽了整条接合面，到达了%全焊透。

凭借航空准则请求，I级焊缝中氢的原料分数应在母材的准则领域内，氧的原料分数应不超过大于母材的准则领域的20%。在构造件上取个别焊缝，采纳脉冲加热-热导法对焊缝金属氢、氧含量实行探测，并与母材中氢、氧含量准则领域相对照（表1），其氢、氧含量百分比均小于母材准则领域。2　显微布局对金相试样在光学显微镜下察看其显微布局，金相相片如图7所示。

由于焊接进程加热和冷却特性，焊缝区金属融化后疾速冷却，致使β相产生了马氏体动弹，构成了大批层片状布局。热影响区的热输入量较焊缝区小，其针状α相要显然小于焊缝区。3　力学本能对焊接构造件实行去应力退火，焊趾经打磨滑腻和超声攻击加强责罚后，实行常温拉伸实验和疲乏实验，测试其抗拉强度和疲乏寿命。疲乏实验前提为R=0.1；Kt=0.35；σmax=56kN。经实验，构造件的均匀抗拉强度为kN，疲乏寿命大于周（如表2所示），中值疲乏寿命为周，本能满意计划请求。此中一件在寿命达周时未产生摧残，另外构造件做废于与腹板相邻侧的焊趾。

收场语（1）对弧线焊缝构造采纳主动化焊接工艺实行焊接，可取得整条焊缝成形、原料一致性精良的焊缝，焊接效率得以抬高。（2）采纳活性焊剂氩弧焊技能，也许抬高角焊缝熔深，到达焊接面的全焊透。同时也许缩小焊接气孔，取得好看的焊缝成形以及精良的焊接本能。（3）采纳的预置填充材料的法子，可有用处置操纵空间狭隘、焊丝填充艰巨的题目。