● 摘要
Ti2AlNb基合金是近十几年来开发的一种新型Ti-Al系金属间化合物结构材料，具有低密度和优良的高温性能，其长时工作温度可达750℃，短时使用温度可达1100℃，已在航空航天领域显露出广阔的应用前景。氩弧焊做为一种传统的焊接方法，钨极氩弧焊已经发展成为一种较为成熟的焊接技术，它所具有的电弧功率小、热量集中且容易调节、适用于薄壁零件的焊接等特点从而使其在航天工业零部件的焊接加工中显示出了优势，因此Ti2AlNb基合金氩弧焊可焊性的研究对该合金的进一步推广应用具有重要意义。
本文选用1.5mm厚的一种名义成分为Ti-22Al-25Nb(at.%)的Ti2AlNb基合金热轧板材进行焊接工艺方法及参数的研究，并应用经初步优化的工艺方法和参数对Ti2AlNb基合金板材进行焊接试验，对所获得的焊接接头进行了焊后热处理，对接头的显微组织和力学性能进行了分析评价，得出了Ti2AlNb基合金最优的新型氩弧焊焊接工艺和焊后热处理工艺。
试验结果表明，Ti2AlNb基合金具有良好的氩弧焊可焊性，该合金在活性剂氩弧焊和频率为50KHZ的超音频直流脉冲TIG焊工艺下获得成形良好的氩弧焊焊接接头，未经过热处理的焊接接头，其焊缝组织为单相的柱状亚稳态有序β相-B2相；热影响区为O+B2两相等轴组织和B2单相组织之间的过渡组织，经过焊后热处理（温度为800℃，850℃，900℃），焊缝和母材的显微组织发生了明显的变化，整个焊缝区域发生了β→B2+O的相转变，即从β相中析出了O相细板条，焊缝组织转变为网篮组织，母材转变为双态组织，而热影响区依然是自母材到焊缝的过渡组织。随着焊接工艺和热处理工艺的改变，焊缝和母材区域O相细板条的数量、形态和尺寸也会发生相应的变化。焊接接头的力学性能测试表明，焊接工艺和焊后热处理工艺都会对接头的力学性能有明显的影响。Ti2AlNb基合金板材的最优氩弧焊焊接工艺参数为：超音频直流脉冲TIG焊，频率为50KHZ，焊接速度为7.5m/h，基值电流为35A，峰值电流为80A。最佳热处理制度为980℃保温2h，2min内降到850℃，保温3h后炉冷至室温。