钛合金电阻缝焊接头拉伸性能测试过程及其改进的有限元分析

摘要

TB5钛合金电阻缝焊接头属搭接形式，采用现行常规拉伸测试方法对其接头抗拉强度进行测试，测得的抗拉强度为717MPa，接头系数仅为66.1%。采用有限元分析技术对接头拉伸性能测试过程进行数值模拟，发现造成缝焊接头抗拉强度测试值过低的原因在于试样因发生扭转引起搭接间隙张开并在焊缝与母材交界处造成严重的应力和应变集中。模拟还发现，通过采用附加拘束限制试样在测试过程中的扭转，可使试样在拉伸过程中受力均匀，有效避免应力集中。根据数值模拟研究结果对测试过程进行改进，采用简单的拘束夹具使TB5钛合金电阻缝焊接头的抗拉强度测试值提高至1067MPa。