《表1 TA15钛合金的化学成分 (质量分数, %) Tab.1 Chemical composition of TA15titanium alloy (wt%)》

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《TA15钛合金薄板激光-TIG复合焊接头疲劳性能研究》

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试验采用材料为国产TA15钛合金（名义成分Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V），属于一种富含铝元素的近α钛合金，其化学成分如表1所示。母材微观组织如图1所示，主要由初生α相与散布在其晶界处的相组成的细小等轴晶。其试板尺寸为100mm×100mm×2.5mm，焊丝成分与母材一致，直径为1.0mm。焊前对板材与焊丝表面进行打磨，除去表面氧化膜，用丙酮清除表面有机物并进行干燥处理。采用龙门式机械行走机构和激光在前的旁轴式激光与TIG电弧复合热源模式，并采用前方冷送丝方式进行钛合金复合热源焊接试验。试验所用的工艺参数为激光功率为500W，离焦量为2mm；TIG焊枪与板材呈45°角，钨极高度为1.5mm，钨极尖端与激光间距为1.5mm，送丝角度为30°，TIG电流为170A。由于钛合金在大气中的化学性质极为活泼，在250℃以上就会吸收空气中的氢、氮、氧等元素，造成焊缝的污染，影响接头的机械性能。因此，在焊接过程中，需要用充有Ar的保护托罩，对焊后仍处于高温区的焊缝进行待降温保护。焊枪保护气流量为15L/min，保护罩气体流量为20L/min，背面气体流量为5L/min，装置示意图如图2所示。