金属学报

作者：王建峰, 许珍木, 刘战, 高转妮, 占小红

单位：南京航空航天大学 材料科学与技术学院 南京 211106

关键词：超声振动,TC4钛合金,窄间隙激光焊接,层间组织,力学性能,

基金：国家自然科学基金项目(52205380);江苏省自然科学基金项目(BK20220900)

钛合金是制造飞行器承力框梁结构的关键材料，超声辅助窄间隙激光焊接钛合金能够有效改善其组织并提高其综合性能。本工作结合温度场和流场的数值模拟结果，对比分析了超声对焊接接头不同层间区域微观组织的调控机理，并进一步探究了超声振动对不同层间力学性能的影响机制。结果表明，超声促进了温度的均匀化分布，同时提高了熔池内的流体流动速率。超声的引入会在晶界的剪切方向产生空化应力场和大量空化气泡，使得焊缝整体晶粒在尺寸细化的同时变得更加均匀，并且显著增加了焊缝区针状α'马氏体的数量，晶粒细化效果由焊缝区到热影响区显著降低。超声的施加使得各填充层显微硬度和冲击性能均有一定程度提升，且超声对焊接接头综合力学性能的提升效果具有一定的深度递减趋势。

来源：2026年第3期

《金属学报》期刊编辑部

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