TC4钛合金搅拌摩擦焊接头

近母材全强度

通过涡流搅拌摩擦焊接首次实现TC4钛合金高质量连接，接头几乎无强度损失

刘小超 · Zhang, Pengyu · Wentao, Li · Ye T. · Chuanchao, Xia · Tairui, Zhang · 石俊秒 · Xie, Jilin · 倪中华

Chinese Journal of Mechanical Engineering (English Edition) 2024

具体参数

抗拉强度与母材比值

{'zh': '98', 'en': '98'} %

焊接速度范围（全熔透）

{'zh': '50-120', 'en': '50-120'} mm/min

转速

{'zh': '300', 'en': '300'} r/min

未能全熔透的焊接速度阈值

{'zh': '130', 'en': '130'} mm/min

技术优势

工具几乎不磨损

涡流搅拌摩擦焊使用与母材类似的材料作为工具，从根本上解决了钛合金搅拌摩擦焊中的工具磨损难题。

强度保持率98%

优化参数下，接头抗拉强度达到母材的98%，几乎实现等强连接。

焊接速度窗口宽

在转速300 r/min下，焊接速度50~120 mm/min范围内均可实现全熔透，工艺适应性好。

应用场景

• 钛合金焊接结构件：提供近母材强度且工具磨损小的钛合金焊接接头，用于承力结构。
• 航空钛合金部件制造：满足航空钛合金部件对高质量、高可靠焊接的需求，替换高损耗传统焊。
• 高超声速飞行器结构：实现高超声速飞行器钛合金结构的可靠焊接，保持材料原有强度。
• 航天器舱体连接：为航天器钛合金舱体提供近等强连接，避免工具磨损带来的污染风险。
• 精密焊接工艺开发：首次验证涡流搅拌摩擦焊用于钛合金的可行性，推动新型焊接工艺研发。