● 摘要
线性摩擦焊接(Linear Friction Welding: LFW)作为一种先进的连接技术，在国外已经被用于高推重比航空发动机整体叶盘的制造与维修。研究高性能合金LFW接头形成机制与微观组织对于提高焊接质量具有重要意义。本文根据我国新型号航空发动机整体叶盘制造技术预先研究的需要，针对异种钛合金设计并完成了TC4/TC17为主的钛合金线性摩擦焊接试验，测量了焊接过程两侧金属的最高温度，焊后通过超声波、X射线透射及X射线断层扫描（CT）的方法分析了接头焊合情况。应用光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）等试验对焊接接头微观组织及形貌进行了观察，测定了接头不同区域元素成分和测试了焊接接头显微硬度等力学性能。在试验的基础上分析了异种钛合金线性摩擦焊机理，发现焊接时塑性变形产热主要发生在TC4一侧，飞边挤出过程也不同于同种材料焊接时。通过对微观组织的观察和测定，分析了不同区域微观组织演变机制及特点。研究了不同工艺参数及焊接条件对线性摩擦焊接过程的影响，分析了TC4/TC17焊接过程中由于不同原因产生的缺陷，包括热输入不足情况下产生的氧化与未焊合，焊接界面压力分布不均匀产生的微观裂纹，微孔等缺陷，研究了典型微观缺陷产生的原因并提出了简化分析模型。所得结果为TC4/TC17线性摩擦焊质量控制提供了基础。