钛合金GTAW焊接温度场对焊缝微观组织影响研究

及近α钛合金具有比强度高、耐蚀性优异等特点，因此被广泛应用于船舶、航空航天及原子能等诸多领域。在钛合金的焊接过程中，焊接温度场对焊接接头的微观组织具有显著影响，进而影响到构件的力学性能。采用钨极惰性气体保护焊（GTAW）制备了Ti-2Al-2.5Zr和Ti-4Al-2V钛合金的对接焊缝，对其焊接过程进行了温度场仿真，并进行了焊缝截面的微观组织表征及晶粒取向分析。结果表明：采用分区焊接工艺调节可获得分布较均匀的温度场，在β相变温度时，各特征位置冷却速率大小受热传递影响呈现一定顺序。从热影响区到熔合区，焊缝组织形貌由等轴晶过渡到针状α相及α片层，晶体呈现出一定程度的变体选择，倾向于向60°/[11 -20]、60.83°/[-1.377 -12.377 0.359]两类变体转变。β→α相变时，冷却速率较低位置的60°/[11 -20]和60.83°/[-1.377 -12.377 0.359]两种变体减少，63.26°/[-1055 -3]类变体增多。焊缝织构类型主要为{0001}<10 -10>及{10 -10}<11 -20>两类板织构。本研究对提高钛合金焊接结构的可靠性，以及为钛合金在高端装备制造领域的进一步应用提供了科学依据。