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摘要
本文采用数值模拟方法对TC4钛合金非熔化极惰性气体保护电弧焊（TIG）进行焊接工艺优化，并结合实验进行验证，在最优工艺下分析接头显微组织及力学性能。结果表明：通过数值模拟仿真得到TC4钛合金8 mm中厚板TIG焊焊接在电压20 V，电流130 A，焊接速度3 mm/s时，接头母材能完全焊透，结合实验验证在此工艺参数下可得到成形良好无缺陷的焊接接头；分析不同冷却速度下形成的组织形态，焊缝区冷却速度可达788 ℃/s，主要有柱状晶及少量等轴晶，且晶内形成大量针状α`马氏体，显微硬度平均值达到390.96 HV，是母材TC4硬度380 HV的1.11倍，热影响区的粗晶区冷却速度达475 ℃/s，为β晶粒中析出的片层状α相，显微硬度平均值为328.19HV，低于母材硬度，热影响区的细晶区冷却速度为67 ℃/s，晶粒尺寸小于粗晶区，形成极少量的马氏体组织，显微硬度平均值为363.69HV。数值模拟结合实验验证进行工艺优化，可减少实验次数，是进行焊接工艺优化的有效手段。
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