TIG增材制造TC4钛合金力学性能及工艺参数的影响规律

发布时间：2020-05-21 01:30

【摘要】：采用TIG增材制造的方法成型TC4钛合金零件,并对成型件的力学性能特征及焊接工艺参数对成型零件的力学性能的影响规律进行研究。研究发现,所成型零件的力学性能存在着各向异性,这是由于柱状晶定向生长造成的。沉积态TC4钛合金的力学性能能够满足美国机械工程学会对于沉积态钛合金的最新标准AMS4999:2002。参数的影响规律如下:随着焊接电流的增加,X和Z方向上的抗拉强度有所降低而断后伸长率提高;随着焊接速度的增加,X和Z方向上的抗拉强度提高而断后伸长率降低;随着送丝速度的增加,X方向上的抗拉强度和断后伸长率都有所降低,而Z方向上的抗拉强度和断后伸长率均有所提高;随着层间间隔时间的增加,X方向和Z方向上的抗拉强度和断后伸长率都有所提高。
【图文】：

制造设备,焊丝,基板,成份

：随着焊接电流的增加和Ｚ方向上的抗拉强度有所降低而断后伸长率提高；随着焊逡逑接速度的增加Ｊ和Ｚ方向上的抗拉强度提高而断后伸长率降低；随着送丝速度的增加方向上的抗拉强度和断逡逑后伸长率都有所降低，而Ｚ方向上的抗拉强度和断后伸长率均有所提高；随着层间间隔时间的增加，Ｘ方向和Ｚ方逡逑向上的抗拉强度和断后伸长率都有所提高。逡逑关键词：增材制造钛合金力学性能逡逑中图分类号：ＴＧ１１５．２８逡逑0前言逦１试验逡逑ＴＩＧ增材制造技术（以ＴＩＧ电弧作为热源）是一逦试验所用的ＴＩＧ增材制造系统如图１所示。所用逡逑种先进的零件直接成型技术［１－５］。ＴＣ４钛合金是一的焊机为德国Ｃｌｏｏｓ公司开发的ＧＬＷ３００型ＴＩＧ焊接逡逑种广泛应用于航空、航天领域的金属。对于ＴＣ４钛邋电源。采用单轴滑台作为运动单元，可在平面内实现逡逑合金零件来说，传统的加工制造方法是锻压和铸造，逦往复轨迹的运动。采用有机玻璃搭建氩气保护舱。试逡逑但传统制造方法需要模具，生产成本较高，而且生产逦验所用的基板为１５０邋ｍｍ邋ｘ邋５０邋ｍｍ邋ｘ邋５邋ｍｍ的ＴＣ４钛合逡逑周期很长，难以满足当今社会快速变化的市场需求。逦金板材，焊丝采用ＴＣ４钛合金焊丝，ＴＣ４板材和焊丝成逡逑采用ＴＩＧ增材制造直接成型零件的方法不但可以大逦分见表１，焊丝直径ｃｆ＞ｌ．邋２邋ｍｍ。逡逑大降低生产成本，而且能够大幅度缩短产品的生产逡逑周期，从而达到ｉｉ应健变化的ｍ场需求的目逦＿邋ＩＭ逡逑的［６邋＿１２］。但目前对钛合金ＴＩＧ增材制造技术研究逡逑较少，所以成型零件能否达到甚至超过传统加工制逡逑造方法所生产零件的力学性能指标是研究者们比较逡逑关注的问题。众所周知，焊接工艺参数是影响成型逡逑零件

零件图,零件,合金,力学性能

邋，ｌｘ逡逑力学性能的影响，通过对比试验４和５来研究送丝速逦＾邋８５0：逦？逡逑度对力学性能的影响，通过对比试验１和２来研究层逦ｇ逦｜逦ＡＭＳ４９９９ＪＴ方向逡逑间间隔时间对力学性能的影响。逦Ｇ逦逦ＡＭＳ４９９９Ｚ方向逡逑７５０邋－逦－ＭＺ逡逑２试验结果逡逑７００邋￣Ｉ￣￣Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ■＿Ｉ＿＿Ｉ＿．＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿Ｉ＿１＿？逡逑２．１逦零件逦０逦２逦４逦６逦８逦１０邋１２邋１４邋１６邋２８邋２０邋２２逡逑采用ＴＩＧ增材制造成型的零件如图２所示，零件逦Ｗ逡逑具有银白色金属光泽。文中将平行于焊缝的方向定义逦１３力＃逡逑为＾方向，将垂直于焊缝的方向定义为Ｚ方向。逦组试验所得零件在Ｘ和Ｚ方向上的力学性能均能达到逡逑标准要求，部分工艺参数下的零件力学性能要大大优逡逑于标准要求。逡逑３分析逡逑３．１力学性能的各向异性逡逑由表２可知，除了试验Ｉ外，其余组的Ｘ方向的抗逡逑＃邋＇逦拉强度均高于Ｚ方向抗拉强度３方向的断后伸长率逡逑均低于Ｚ方向的断后伸长率。排除误差的影响，可发逡逑现沉积态ＴＣ４合金存在力学性能的各向异性。逡逑图２邋ＴＩＧ增材制造成型Ｔ？钦合金零件逦通过结合材料的组织特征来解释这一现象。图４逡逑２．２拉伸试验结果逦为ＴＩＧ成型零件的侧壁宏观形貌。从图中可以看到在逡逑分别在每组试验所成型零件的Ｘ和Ｚ方向制备拉逦并未经过腐蚀的侧壁上有着显而易见的细纹路，这些逡逑伸试样，并在ＩＮＳＴＲＯＮ－５５６９电子万能试验机上进行逦细纹路走向基本垂直于焊缝方向，并且贯穿数个堆积逡逑拉伸试验，加载速率为０．５邋ｍｍ／ｍｉｎ，利用附加的引伸逦层，最终形成一个闭合的柱状图形，而不同的

【相似文献】