鈦合金零件在成形后需要經(jīng)過切邊工序。隨著飛機性能要求的提高，對鈦合金蒙皮件的輪廓精度要求更高，激光切邊和數(shù)控銑方法切邊在精度上均能滿足要求。但切割方法是否對材料的使用性能產(chǎn)生不利的影響需要進一步研究，雖然在激光切割熱影響方面有些研究，但激光切割試件單拉試驗未見報道。本文通過單向拉伸試驗研究激光切割和數(shù)控加工方法對鈦合金蒙皮零件的影響。

　　1 試驗條件和方法

　　試驗中選用材料為國產(chǎn)lm×2m×1.5mm熱軋態(tài)TC1鈦合金板材。拉伸試件是沿板材的軋制方向分別用數(shù)控加工方法和激光切割方法截取。試件規(guī)格尺寸按GB/T13954制備，如圖1所示。所用設(shè)備為CMT6000微機控制電子萬能試驗機。試驗在室溫下完成。激光切割試驗件5件。數(shù)控加工切割試驗件5件，共10件。單拉對比試驗主要研究不同的切割方法得到的拉伸試件對試驗結(jié)果的影響。

　　試驗條件：

　　溫度：20℃;

　　濕度：20%;

　　標距：45mm;

　　速度：5mm/min.

　　2 試驗結(jié)果及分析

　　通過對拉伸試驗數(shù)據(jù)進行對比整理得到激光切割方法與機械加工方法試件的拉伸試件試驗數(shù)據(jù)，見下表;將拉伸曲線進行對比得到工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線對比圖(見圖2)和真實應(yīng)力一真實應(yīng)變曲線對比圖(見圖3)。圖4-圖7給出了激光切割試件和機械加工試件單拉試驗得到的材料性能參數(shù)的對比。

　　圖1 拉伸試件

　　拉伸試驗數(shù)據(jù)對比表

　　圖2 工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比

　　由圖2和圖3可以看出，兩種方法得到的拉伸曲線均達到了材料的最大載荷點，激光切割的試件和機械加工試件在拉伸試驗中頸縮前區(qū)別很小，激光切割的試件拉伸曲線與機械加工的試件拉伸曲線對比略有下移。但在頸縮后兩組曲線有明顯區(qū)別，對于激光切割的試件拉伸過程中沒有明顯頸縮，在出現(xiàn)頸縮后馬上斷裂，從現(xiàn)象上看類似于脆性材料，實際上該現(xiàn)象是激光切割試件輪廓上的熱影響區(qū)造成的，在切割表面粗糙度高并有微裂紋存在，因此造成了單拉試驗中載荷達到最大值后裂紋快速擴展斷裂。

　　圖3 真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比

　　圖4 最大載荷對比

　　由圖4-圖7可以看出，在拉伸試驗中機械加工試件對應(yīng)的最大載荷、屈服強度、拉伸強度、延伸率均高于激光切割的試件對應(yīng)的最大載荷、屈服強度、拉伸強度、延伸率，而且最大載荷、屈服強度、拉伸強度區(qū)別較小，而延伸率差別較大。

　　圖5 屈服強度對比

　　圖6 拉伸強度對比

　　圖7 延伸率對比

　　3 結(jié)論

　　通過對激光切割得到的試件和機械加工得到的試件進行單拉對比試驗，對試驗結(jié)果進行分析總結(jié)得到以下結(jié)論：

　　(1) 激光切割試件和機械加工試件得到的拉伸曲線在頸縮后兩組曲線有明顯區(qū)別，激光切割的試件在拉伸過程中沒有明顯頸縮，是由于在出現(xiàn)頸縮后馬上斷裂的緣故。

　　(2)在拉伸試驗中機械加工試件對應(yīng)的最大載荷、屈服強度、拉伸強度均高于激光切割的試件對應(yīng)的最大載荷、屈服強度、拉伸強度，但差別較小，而延伸率差別較大。

　　(3)在將激光切割方法應(yīng)用于實際生產(chǎn)時，有必要進一步進行疲勞試驗，以確定該方法是否滿足要求。（關(guān)于更多資訊請登陸中國鑄造網(wǎng)）