采用搅拌摩擦焊(friction stir welding,FSW)实现了2mm厚TC4钛合金连接,结合数值模拟结果研究了温度分布对焊缝沿厚度方向显微组织特征和接头力学性能的影响规律.结果表明,当焊接速率为50 mm/min且转速为300 r/min时,靠近焊缝表面的材料温度峰值超过β相变温度.随着到焊缝表面距离的增加温度峰值逐渐变小,靠近焊缝底部的材料未超过β相变温度.在温度峰值超过β相变的焊缝区域,显微组织是由初生α相、板条状α相和剩余转变β相组成,且焊缝内部的板条状α相尺寸大于近表面区域.焊缝底部受到动态再结晶作用,呈现尺寸较小的α和β双相组织,且β相在α相基体上分布更均匀.当转速提高到350 r/min时,沿焊缝厚度方向上的超过β相变温度的区域变宽,板条状α相所占面积和尺寸增大,组织中出现板条状α相丛.取向不同的板条状α相散乱分布于组织中,阻碍裂纹扩展,利于接头的抗拉强度.
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