搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,以下简称FSW)是一种新型固相连接技术,在航空航天、造船、交通运输等部门获得大规模应用。能够焊接一些传统方法很难完成的材料的焊接,比如高强铝、低碳钢和钛合金等。鉴于钛合金的许多优点,对其进行搅拌摩擦焊试验,推动钛合金搅拌摩擦焊工程化。 本文在不同的工艺参数(旋转速度、焊接速度)下,开展了常规钛合金FSW和置氢钛合金FSW焊接工艺对比研究。在焊接过程中,选用相应的搅拌头材料和几何形状,可以得到良好的焊接接头。 初步研究成果表明：钛合金和置氢钛合金的搅拌摩擦焊接头分为搅拌区、热机械影响区、热影响区和母材区。钛合金热影响区仅受热影响的作用,β相增大；热机械影响区在热影响和塑性变形双重作用下发生动态再结晶,出现了大量的等轴a相晶粒；搅拌区的温度达到β相变温度以上,在搅拌头的搅拌下,这个区域发生剧烈变形,组织为原始β相及转变β相。焊接接头的拉伸强度达到母材的80％以上。 置氢钛合金在一定氢含量范围内,随着置氢量的增加,焊接参数范围变宽,相对塑化温度降低,热机加工性能有所改善。达到一定温度后,β相发生转变,并随置氢量增加β相增多,逐渐成细条状分布,使得组织内滑移系增多,表现出良好的搅拌摩擦焊焊接性。 本文研究成功实现了钛合金及置氢钛合金的搅拌摩擦焊连接,为钛合金搅拌摩擦焊接试验提供数据基础,也为后续的钛合金搅拌摩擦焊工艺研究提供新思路；为摸索置氢对钛合金热加工性能的影响提供了支持,对推动了搅拌摩擦焊技术的应用范围,具有实用价值。