一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法技术

本发明专利技术公开了一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法，属于钛合金焊接技术领域。该方法先将待焊钛合金板材在纯氢气氛中进行置氢处理；然后对置氢的钛合金板材进行搅拌摩擦焊接，使焊核具有细小的片层结构；再对搅拌摩擦焊接后的接头焊核、母材局部和整个焊接接头进行超塑性拉伸变形，从而实现钛合金工件的整体超塑性成型加工。本发明专利技术可明显提高钛合金焊接接头的超塑性，降低超塑性温度和流变应力，大大降低钛合金接头的超塑性成型难度和焊接成本，并提高超塑成型构件的力学性能，可实现整个接头的超塑性成型。尤其适用于钛合金的焊接接头的超塑性成型、高温成型，可应用于制备航天航空等领域的大型钛合金整体构件、局部成型构件等。

A Machining Method for Implementing High Superplasticity of Titanium Alloy Welded Joints

The invention discloses a processing method for realizing high superplasticity of titanium alloy welding joints, which belongs to the technical field of titanium alloy welding. In this method, the titanium alloy sheet to be welded is first treated with hydrogen in pure hydrogen atmosphere; then the titanium alloy sheet to be welded with hydrogen is welded by friction stir welding, so that the nugget has a fine lamellar structure; then the welding nugget, the base metal and the whole welding joint are superplastic stretching deformation after friction stir welding, so as to realize the whole superplastic forming process of the titanium alloy workpiece. The invention can obviously improve the Superplasticity of titanium alloy welded joints, reduce the superplastic temperature and flow stress, greatly reduce the superplastic forming difficulty and welding cost of titanium alloy welded joints, and improve the mechanical properties of superplastic forming components, thus realizing the superplastic forming of the entire joint. Especially suitable for superplastic forming and high temperature forming of titanium alloy welded joints. It can be used to prepare large titanium alloy integral components and local forming components in aerospace and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法
：本专利技术涉及钛合金焊接
，具体涉及一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法。
技术介绍
：钛合金超塑性成型/扩散连接技术在航空航天领域的大型中空结构件上应用广泛，但随着结构件向整体化、大型化发展，扩散连接因生产效率低、生产成本高、焊合率判定困难等问题，越来越难以适应大型整体结构件生产的要求。目前，研究者正积极寻求超塑性成型与其它焊接技术的结合。而无论采用何种焊接技术，都面临如何实现焊接接头的整体均匀超塑性成型的核心目标，这要求接头各区域具有相近的超塑性变形能力(包括延伸率和流变应力)。一般而言，细小、等轴的组织是获得良好超塑性的重要条件，商用两相钛合金板材通常因组织细小而具有良好的超塑性，然而钨极氩弧焊、电子束焊、激光焊等熔焊所形成的粗大组织会严重降低超塑性，大大阻碍了接头的整体均匀超塑性成型。在整个接头中，焊核成为制约整个接头超塑性成型的关键区域。而搅拌摩擦焊是一种固相焊接工艺，焊接过程中材料发生剧烈的塑性变形同时发生再结晶因而焊核区可以得到细小的再结晶组织。由此可见，搅拌摩擦焊可以保留钛合金的超塑性因而在整体均匀超塑性成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)将待焊钛合金板材在纯氢气氛中进行置氢处理；(2)对置氢的钛合金板材进行搅拌摩擦焊接，使焊核具有细小的片层结构；(3)对搅拌摩擦焊接后的接头焊核、母材局部和整个焊接接头进行超塑性拉伸变形，从而实现钛合金工件的整体超塑性成型加工。

【技术特征摘要】
1.一种实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)将待焊钛合金板材在纯氢气氛中进行置氢处理；(2)对置氢的钛合金板材进行搅拌摩擦焊接，使焊核具有细小的片层结构；(3)对搅拌摩擦焊接后的接头焊核、母材局部和整个焊接接头进行超塑性拉伸变形，从而实现钛合金工件的整体超塑性成型加工。2.根据权利要求1所述的实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法，其特征在于：步骤(1)中，对待焊钛合金板材进行置氢处理的过程中，置氢温度为600～730℃，置氢时间为10～100分钟，置氢压力为0.1～1兆帕；置氢处理后钛合金中氢的含量为0.1～0.28wt.％。3.根据权利要求1所述的实现钛合金焊接接头高超塑性性能的加工方法，其特征在于：步骤(2)中，所述搅拌摩擦焊接过程中，所用焊接工具轴肩直径为8～16毫米，焊接工具旋转速度为200～600转/分钟，焊接速度为50～200毫米/分钟，焊接过程中采用氩气保护并冷却钛合金板。4.根据权利要求1所述的实现钛合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴利辉，马宗义，肖伯律，薛鹏，倪丁瑞，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21