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TC17钛合金激光焊接接头微观组织和力学性能作者：张群兵东拓谭猛猛门浩翔张建勋来源：《机械制造文摘·焊接分册》2024年第02期摘要：文中对TC17钛合金进行了激光焊接，对接头的宏观形貌、微观组织、显微硬度和拉伸性能进行了研究。
结果表明，TC17母材的微观组织为β相+等轴初生αp相，β相内存在大量次生αs相；热影响区微观组织变化较为复杂，随着离焊缝距离的减小，αp逐渐减少，β逐渐增多，αs先消失、再产生、然后再次消失；焊缝由β相柱状晶组成，柱状晶内部是细长的枝晶，在焊缝的中下部存在较多气孔；从母材到焊缝，硬度总体呈下降趋势；受αs含量变化的影响，随着离焊缝距离的减小，热影响区显微硬度先降低、再升高、然后再次降低；由于焊缝硬度最低且存在气孔缺陷，接头拉伸断裂在焊缝。
关键词：激光焊；微观组织；力学性能；TC17钛合金中图分类号： TG 456.7Microstructure and Mechanical Properties of TC17 Titanium Alloy Laser Welded JointZhang Qunbing1， Dong Tuo1， Tan Mengmeng1， Men Haoxiang1， Zhang Jianxun2（1. Xi’an Aeronautical Institute，Xi’an， 710077， China; 2. State key laboratory for mechanical behavior of materials，Xi’an Jiaotong University，Xi’an， 710049， China）Abstract： In this paper， the laser welding of TC17 titanium alloy was carried out， and the macroscopic morphology， microstructure， microhardness and tensile properties of the joint were studied. The results show that TC17 titanium alloy base material is composed of β phase and equiaxed αp phase，and there is a lot of acicular secondary αs phase in β phase. The microstructure of heataffected zone is complicated. With the decrease of distance from the weld zone，αp gradually decreases，β gradually increases，αs first disappears， then occurs， and finally disappears again. The microstructure of weld zone is mainly composed of columnar dendrites， and the porosity defects were mainly concentrated in the middle and lower part of the weld zone. From the base metal to the weld zone，hardness generally decreased. Affected by the αs phase， the microhardness of the heataffected zone decreases first， then increases and then decreases. Due to the lowest hardness and porosity defects of weld zone， the tensile fracture of TC17 titanium alloy laser welded joint was in the weld zone.基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目（2019JQ-915）Key words： laser welding; microstructure; mechanical property; TC17 titanium alloy0前言钛合金具有比强度高、力学性能好、耐腐蚀性强等优点，已广泛应用于航空领域。
激光冲击强化对片层TC11钛合金组织和性能的影响陈正阁;武永丽;薛全喜;熊毅;王淏【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2022(51)7【摘要】目的提高TC11钛合金的使役性能,对LSP技术在钛合金航空构件上的推广应用提供试验依据和技术支撑。
方法利用激光冲击强化(LSP)技术对片层组织的TC11钛合金进行表面纳米化处理,激光能量为6 J,脉宽为20 ns,光斑直径为3 mm,搭接率为50%。
借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线应力分析仪、显微硬度计及拉伸试验机对TC11钛合金LSP前后的微观组织及力学性能进行表征。
结果经LSP处理后,在TC11钛合金表层形成了梯度纳米结构,其中外表层晶粒尺寸约为10 nm,形变层厚度约为200μm;在次表层组织中形成了大量位错缠结、形变孪晶及层错等晶体亚结构缺陷。
LSP后钛合金表层存在着最大残余压应力(–267 MPa)和显微硬度值(425HV),且随着距表层距离的增大,相应的数值均呈现出逐渐减小的趋势。
此外,LSP后TC11钛合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了19.4%、18.3%,但伸长率略有下降,断口形貌从典型的韧性断裂向准解理和韧性混合型断裂转变。
结论在LSP作用下获得的梯度纳米结构和残余压应力的共同作用下,TC11钛合金获得了良好的强度–塑性匹配。
【总页数】10页(P343-352)【作者】陈正阁;武永丽;薛全喜;熊毅;王淏【作者单位】西北核技术研究所;河南科技大学材料科学与工程学院;有色金属新材料与先进加工技术省部共建协同创新中心【正文语种】中文【中图分类】TG146.23【相关文献】1.氮气流量对TC11钛合金表面电火花原位反应沉积TiN强化层显微组织和摩擦学性能的影响2.不同冲击次数下激光冲击对TC11钛合金的影响研究3.氮气流量对TC11钛合金表面电火花原位反应沉积TiN强化层显微组织和摩擦学性能的影响4.Nd添加对激光增材制造TC11钛合金显微组织与拉伸性能的影响5.激光沉积及热处理工艺对TC11钛合金组织和性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
低温对TC4脉冲激光焊接接头组织和性能的影响高晓龙;李海军;刘晶;毕宗岳;李远征【摘要】To study the influence of low temperature on the microstructure and mechanical properties of pulsed Nd∶YAG laser welded TC4 alloy sheets,the tensile tests at the temperatures ranging from-120℃ to 25℃ were carried out,and the specimens after tensile fracture were examined by scanning electron microscopy.Experimental results show that the microstructure of pulsed laser welded TC4 joint varies little under the low temperature.With the decrease of temperature,the tensile strength and ductility of pulsed laser welded TC4 joint increases anddecreases,respectively.The mode of failure for pulsed laser welded TC4 joints is ductile with microvoid coalescence under low temperature conditions.In addition,the slip bands are observed in the α phase of base metal for pulsed laser welded TC4 joints during low temperature tensile process,indicating that the deformation mechanism is still the dislocation slip.%在-120～25℃温度范围内对TC4钛合金薄板脉冲激光焊接接头进行了拉伸试验,并对拉伸断裂后的显微组织进行了观察,研究了低温对TC4钛合金脉冲激光焊接接头组织和力学性能的影响.试验结果表明:随着温度的降低,TC4钛合金脉冲激光焊接接头的显微组织并未出现明显变化,拉伸强度升高而延伸率下降,呈延性断裂模式.在低温拉伸过程中,TC4钛合金脉冲激光焊接接头母材区域的α相中有滑移带形成,预示变形机制仍然是位错滑移机制.【期刊名称】《材料科学与工程学报》【年(卷),期】2017(035)005【总页数】5页(P836-840)【关键词】TC4钛合金;脉冲激光焊接;低温;组织和力学性能【作者】高晓龙;李海军;刘晶;毕宗岳;李远征【作者单位】宝鸡文理学院机械工程学院,陕西宝鸡721016;天津百恩威新材料科技有限公司,天津301800;宝鸡文理学院机械工程学院,陕西宝鸡721016;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008【正文语种】中文【中图分类】TG456.7TC4钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好及综合力学性能高等特点，被广泛应用于航空、航天、石油化工、核电等领域，是目前应用最广泛的钛合金材料[1-2]。
激光切割钛合金的质量评估及优化激光切割在现代制造业中越来越受到重视，特别是在钛合金加工领域中应用广泛。
激光切割作为一种高精度、高效率的加工方法，在钛合金零部件制造中具有很好的应用前景。
但与此同时，激光切割过程中也面临着许多问题，如切割质量不佳、切割效率低下等问题，这些问题极大地限制了激光切割的应用范围和质量。
因此，本文将探讨激光切割钛合金的质量评估及优化方法。
一、激光切割钛合金的质量评估激光切割钛合金的质量评估是非常重要的，它可以帮助生产商了解其加工质量，为优化工艺提供依据。
在进行激光切割钛合金前，我们需要了解切割质量评估的基础知识。
1.切缝质量切缝质量是评估激光切割质量的关键指标之一。
切缝质量的好坏会直接影响钛合金加工后的质量和性能。
切缝质量的标准是切割表面光滑，无明显毛刺，切缝无结晶。
对于切割表面不光滑的情况，可以增加切割氧气流量或减小切割速度。
2.裂纹裂纹是激光切割过程中的常见问题。
它不仅影响加工质量，也会引起零件失效。
为了避免裂纹的出现，可采取下述措施：（1）增加切割速度，以减少钛合金受热时间；（2）提高切割氧气流量，以增加在材料熔化的同时氧化反应的数量，形成更多的氧化物，带走部分熔化热，从而降低到达材料液相的温度，减少温度梯度，避免产生裂纹。
3.切割精度激光切割的精度直接影响零件加工后的质量和尺寸精度。
为了保证切割精度，可以采用以下方法：（1）增大切割氧气流量，以提高切割速度和精度；（2）充分预热工件，以较高温度的材料使切割能量更容易被吸收，提高切割效果，提高整体切割质量。
二、激光切割钛合金的优化在了解了激光切割钛合金的质量评估后，我们需要通过优化工艺来提高激光切割的质量和效率。
下面列举几种优化方法：1.激光切割速度优化激光切割的速度是影响切割质量的重要因素。
如果切割速度太快，不仅会影响质量，而且还会降低切割速度。
如果切割速度太慢，则会影响加工效率。
因此，需要选择适当的切割速度来优化激光切割。
氮气气氛下氧含量对SnZn/Cu焊接接头组织的影响及其产业应用作者：孙文栋龚世良张弓史清宇来源：《机械制造文摘·焊接分册》2020年第02期摘要： SnZn系无铅焊料具有熔点低、电导率高、力学性能好等优点，但焊锡易氧化、润湿性差，波峰焊容易产生拉尖、桥连、填充不足等焊接缺陷，制约了SnZn系无铅焊料的产业化应用。
对波峰焊机加装氮气保护装置，通过控制氮气流量调控焊接过程中焊锡表面的氧含量，探究氧含量对接头的焊接效果与微观组织的影响，并进行SnZn/Cu焊接接头高温老化机理研究。
结果表明，氧含量与金属间化合物（IMC）γCu5Zn8 的生长速度呈正相关关系;在氧含量小于2%条件下，研制的SnZn系无铅焊料在波峰焊过程中基本不存在焊接缺陷;高温老化过程中，当靠近IMC处焊料中Zn含量为1%左右时，接头开始出现柯肯达尔孔洞。
在氧含量1.2%、焊接温度225 ℃、传输速度1 600 mm/min的工艺条件下进行了生产线试验，并通过了行业内可靠性验证。
关键词： SnZn 系无铅焊料; 波峰焊; 氮气气氛; IMC; 产业化试验中图分类号：TG 431Effects of oxygen content in nitrogen shielding gas on microstructure of SnZn/Cu welded joint and its industrial applicationSun Wendong， Gong Shiliang， Zhang Gong， Shi Qingyu（Tsinghua University， Beijing 100084， China）Abstract： SnZn leadfree solder has a low melting point， high electrical conductivity， and good mechanical properties， but its bad oxidation resistance and wettability restrict the industrial application of SnZn leadfree solder， which may cause wave soldering defects such as sharpening，bridging， and insufficient filling. A nitrogen protection device on the wave soldering machine was installed and the oxygen content of the solder surface during the welding process was controled by controlling the nitrogen flow. Furthermore， the effect of oxygen content on the welding effect and microstructure of the joint was investigated， and the hightemperature aging mechanism study on SnZn/Cu welded joints was explored. The results show that there is a positive correlation between the oxygen content and the growth rate of the intermetallic compound （IMC）γCu5Zn8. Under the condition that the oxygen content is less than 2%，the developed SnZn leadfree solder won’t cause soldering defects during the wave soldering process， basically. During the hightemperature aging process， when the content of Zn in the solder near the intermetallic compound is about 1%， we find that Kirkendall Holes begin to appear in the joints. Production line test was conducted under the process conditions of 1.2% oxygen content， welding temperature of 225 ℃ and transmission speed of 1 600 mm/min， and passed the reliability verification in the industry.Key words： SnZn leadfree solder; wave soldering; nitrogen shielding gas; IMC; industrialization verification0前言无铅焊料主要应用于电子元件焊接，SnZn系无铅焊料熔点低（共晶熔点198 ℃），最为接近SnPb焊料，同时有电导率高、力学性能好等优点[1]。
理论探究I专题Theoretical Research Special焊前激光清洗预处理对TC11钛合金焊接性能的影响罗雅1王璇1赵慧峰1田富钛2(1.上海临仕激光科技有限公司，上海201306; 2.上海临港再制造产业发展有限公司，上海201306)[摘要]利用激光清洗对TC11钦合金表面进行焊前预处理,采用光学显微镜及扫描电镜表征激 光清洗前后的表面形貌，以及通过能谱分析激光清洗前后试板表面的元素分布，结果表明：采用合适的激光清洗参数可有效地清除TC11钛合金表面的积碳、金属颗粒及氧化层。
对清洗后的TC11钛合金试 板进行真空电子束焊接，结果表明：经激光清洗后TCI1钦合金试板的焊缝质量达到一级，因此，利用激 光清洗进行焊前预处理可有效提高TC11钛合金的焊接质量。
[关键词]钦合金，激光清洗，焊前预处理0引言TC11钛合金具有比强度高，塑性好、低周疲劳寿 命长和耐腐蚀性能好等优点，广泛应用于航空和核工 业等领域，也是航空发动机叶片常用热强钛合金之_[1-3]。
钛合金在出厂前经过了一定的处理，在工件表 面生成了致密的氧化层以及在工件表面会粘有亚微米 级的污染颗粒，这些颗粒往往粘得很紧,常规的清洗办 法不能够将其去除，这些物质的存在给后续的焊接工 艺带来了负面影响，使得焊缝有"氢脆”倾向等影响[4~6]。
因此，要提高钛合金的焊接性能，就必须寻找一 种较好的清洗方法对钛合金的表层进行较好的難。
为了去除钦合金零部件表面的氧化层以及亚微米级的污染颗粒，目前多采用手工打磨或酸洗的方法 进行表面预处理。
与传统清洗法相比较而言，激光清 洗的优点非常明显。
激光清洗金属表面时无接触、无 研磨，不会对金属表面产生机械作用力，不会造成表 面的损伤,满足加工的精度要求。
此外，清洗过程中 不需要任何化学试剂，不会污染环境，是一种绿色清洗方法。
激光清洗适用于多种材料的清洗，洁净度高 而且清洗效率高。
激光清洗可以通过光纤传输结合机器手臂实现自动化操作，虽然设备资金髙,但是能够长期稳定使用，而且运行成本较低，是对传统方法的补充和延伸，在工业清洗领域极具发展前景[7~9]。
激光-电弧复合焊接下高氮钢的焊接接头力学性能宋晓龙【摘要】采用激光-电弧复合焊接方法，获得材质为Cr18Mn18N的高氮钢板材的焊接接头。
然后，对该焊接接头分别进行拉伸、硬度和弯曲等力学性能试验。
结果表明，焊接接头的硬度和强度均高于母材，且焊接接头的弯曲试验满足ISO5173标准。
%Laser-arc hybrid welding method to obtain material forCr18Mn18N of high nitrogen steel plate welded joints, then stretching the welded joints, hardness and bending and other mechanical properties, respectively. The results showed that the hardness and strength of welded joints were higher than the base metal, and the bending test of welded joints meet ISO 5173 standards.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】2页(P97-98)【关键词】激光-电弧复合焊接;高氮钢;焊接接头;力学性能【作者】宋晓龙【作者单位】长春理工大学，长春 130022【正文语种】中文近年来，受我国对不锈钢巨大需求的刺激，加上迅速发展的电镀、化工及电池等行业对原镍和再生镍需求的迅速增长，镍价一路走高。
而高氮无镍不锈钢的优异性能，使其可以广泛应用于电力、造船、铁路、低温工程、化学装备、压力容器以及石油和核工业。
但是，由于生产不锈钢所必需的原材料镍的资源有限，所以研究开发节约镍的不锈钢十分必要。
高氮无镍奥氏体不锈钢相对于传统的Cr-Ni系奥氏体不锈钢，具有节镍特点，也带来了巨大的经济效益。
