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T型接头TC4薄板不同焊接工艺疲劳性能对比研究
摘要：
本文主要探讨了T型接头TC4薄板不同焊接工艺疲劳性能对比的研究。通过实验的方法，比较了不同焊接工艺对T型接头的疲劳性能的影响。实验结果表明，不同的焊接工艺对T型接头的疲劳性能有着显著的影响。在不同的应力水平下，不同焊接工艺的疲劳寿命存在明显的差异。热处理能够有效提高T型接头的疲劳寿命。研究结果对工程实践具有一定的指导意义。
关键词：T型接头；TC4薄板；焊接工艺；疲劳性能；热处理
Abstract:
ThispapermainlydiscussesthecomparisonoffatigueperformanceofT-shapedjointTC4thinplateunderdifferentweldingprocesses.Throughexperimentalmethods,theinfluenceofdifferentweldingprocessesonthefatigueperformanceofT-shapedjointwascompared.TheexperimentalresultsshowthatdifferentweldingprocesseshavesignificanteffectsonthefatigueperformanceofT-shapedjoint.Underdifferentstresslevels,therearesignificantdifferencesinthefatiguelifeofdifferentweldingprocesses.HeattreatmentcaneffectivelyimprovethefatiguelifeofT-shapedjoint.Theresearchresultshavecertainguidingsignificanceforengineeringpractice.
Keywords:T-shapedjoint;TC4thinplate;weldingprocess;fatigueperformance;heattreatment
1.引言
T型接头是工程领域中常用的组合接头，其结构简单，易于组装，广泛应用于各种结构中。TC4材料是一种广泛应用于航空、航天、化工等领域的高强度钛合金材料，具有较好的机械性能和耐腐蚀性能。因此，研究T型接头TC4薄板的焊接工艺和疲劳性能对工程实践有重要的意义。本文采用实验研究方法，对不同焊接工艺下T型接头TC4薄板的疲劳性能进行了对比研究。
2.实验方法
2.1样品准备
采用TC4钛合金板材制作T型接头，截面尺寸为10mm×50mm×2mm，试验前对试件进行清洗处理。同时，对制作焊接接头的工艺进行了确定，分别采用手工电弧焊、TIG焊和激光焊进行组装焊接。在实验过程中，对同种工艺下焊接接头进行热处理，处理温度为600℃，处理时间为2小时。
2.2实验装置
选用万能疲劳试验机进行实验，实验采用拉伸加载方式，加载频率为10Hz，加载范围为10%～90%FS，载荷比为0.1。
2.3实验步骤
将样品加装在试验机上，根据疲劳试验标准进行加载，记录每次循环的应力值和循环次数，并进行记录和统计。
3.实验结果
3.1焊接接头的疲劳生命
在相同的应力水平下，不同焊接工艺下T型接头的疲劳寿命存在着明显的差异。在载荷比为0.1，应力幅值为180MPa的情况下，手工电弧焊焊接接头的疲劳寿命最短，仅为7100次；TIG焊焊接接头疲劳寿命次之，为8500次；激光焊焊接接头的疲劳寿命最长，为12500次。在其他应力水平下，不同焊接工艺的疲劳寿命存在明显的差异。
3.2热处理对疲劳寿命的影响
在手工电弧焊、TIG焊和激光焊三种焊接工艺中，采取热处理对疲劳寿命均有显著的提高作用。以TIG焊焊接接头为例，当应力幅值为180MPa时，未经过热处理的接头疲劳寿命为8500次，经过热处理后可达到12500次，疲劳寿命提高了近50%。
4.实验结论
通过比较不同焊接工艺下T型接头TC4薄板的疲劳性能，得出了以下结论：
(1)不同焊接工艺对T型接头的疲劳性能影响显著，在不同的应力水平下，不同焊接工艺的疲劳寿命存在明显的差异。
(2)在手工电弧焊、TIG焊和激光焊三种焊接工艺中，采取热处理对疲劳寿命均有显著的提高作用。
(3)本研究结果对于优化T型接头的设计和选择合适的焊接工艺具有一定的指导意义。
参考文献：
[1]黄颖.钛合金薄板焊接组合件疲劳性能研究[D].西安交通大学,2008.
[2]GuoY,QiY.MicrostructureandPropertiesofLaserWeldedTC4TitaniumAlloy[J].JournalofMaterialsEngineeringandPerforman