TC4三層板結(jié)構(gòu)超塑成形-擴(kuò)散焊接工藝研究.pdf

1、超塑成形/擴(kuò)散焊接（簡稱SPF/DB）工藝，是航空航天領(lǐng)域成形研究的重要內(nèi)容之一。鈦合金多層板空心結(jié)構(gòu)件由于其良好的結(jié)構(gòu)形態(tài)、較輕的零件重量和簡化的零件數(shù)量，一直以來是工藝應(yīng)用的重點(diǎn)。目前鈦合金SPF/DB工藝雖己進(jìn)入使用階段，但我國在SPF/DB技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家相比還存在較大的差距。因此，開展鈦合金等先進(jìn)材料的SPF/DB技術(shù)研究，對降低成本，提高構(gòu)件性能，增加飛機(jī)推重比具有非常重要的意義。本文結(jié)合數(shù)值模擬，采用先擴(kuò)散焊接后超塑成形的

2、方法，開展TC4三層板結(jié)構(gòu)超塑成形/擴(kuò)散焊接工藝研究和探討。
　　 本文首先依據(jù)超塑成形和擴(kuò)散焊接基本原理和變形機(jī)理，確定TC4三層板結(jié)構(gòu)SPF/DB的實(shí)驗(yàn)方案，提出顯微組織分析焊合率和晶粒尺寸的方法，分析了超塑成形/擴(kuò)散焊接過程的影響因素。
　　 在理論和實(shí)驗(yàn)工藝的基礎(chǔ)上，利用MARC軟件對TC4三層板結(jié)構(gòu)的超塑成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，優(yōu)化成形零件結(jié)構(gòu)，預(yù)測成形零件的壁厚分布，討論應(yīng)變速率對成形結(jié)果與成形時間的影響，證明

3、1x10-3 s-1為最佳成形應(yīng)變速率，并獲得最大應(yīng)變速率恒定條件下的超塑成形壓力-時間(p-t)曲線。
　　 對成形零件壁厚分布情況及成形結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)不同擴(kuò)散焊接部位的顯微組織計(jì)算焊接接頭的焊合率及晶粒尺寸，討論不同變形量對晶粒尺寸影響。結(jié)果表明：成形零件整體壁厚均勻，最大減薄率為32％；擴(kuò)散焊接接頭的焊合率較高，最大值為100％;成形后晶粒尺寸較原始晶粒尺寸明顯長大，并且芯板的左、右肋和成形圓角處的晶粒尺寸較其余部位小