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激光切割和机械加工在钣金件切边中作用介绍


钛合金零件在成形后需要经过切边工序。随着飞机性能要求的提高,对钛合金蒙皮件的轮廓精度要求更高,激光切边和数控铣方法切边在精度上均能满足要求。但切割方法是否对材料的使用性能产生不利的影响需要进一步研究,虽然在激光切割热影响方面有些研究,但激光切割试件单拉试验未见报道。本文通过单向拉伸试验研究激光切割和数控加工方法对钛合金蒙皮零件的影响。
    1 试验条件和方法
    试验中选用材料为国产lm×2m×1.5mm热轧态TC1钛合金板材。拉伸试件是沿板材的轧制方向分别用数控加工方法和激光切割方法截取。试件规格尺寸按GB/T13954制备。所用设备为CMT6000微机控制电子万能试验机。试验在室温下完成。激光切割试验件5件。数控加工切割试验件5件,共10件。单拉对比试验主要研究不同的切割方法得到的拉伸试件对试验结果的影响。
   试验条件:
   温度:20℃;
   湿度:20%;
   标距:45mm;
   速度:5mm/min.
    2 试验结果及分析
    通过对拉伸试验数据进行对比整理得到激光切割方法与机械加工方法试件的拉伸试件试验数据,将拉伸曲线进行对比得到工程应力和真实应力。
两种方法得到的拉伸曲线均达到了材料的最大载荷点,激光切割的试件和机械加工试件在拉伸试验中颈缩前区别很小,激光切割的试件拉伸曲线与机械加工的试件拉伸曲线对比略有下移。但在颈缩后两组曲线有明显区别,对于激光切割的试件拉伸过程中没有明显颈缩,在出现颈缩后马上断裂,从现象上看类似于脆性材料,实际上该现象是激光切割试件轮廓上的热影响区造成的,在切割表面粗糙度高并有微裂纹存在,因此造成了单拉试验中载荷达到最大值后裂纹快速扩展断裂。
    在拉伸试验中机械加工试件对应的最大载荷、屈服强度、拉伸强度、延伸率均高于激光切割的试件对应的最大载荷、屈服强度、拉伸强度、延伸率,而且最大载荷、屈服强度、拉伸强度区别较小,而延伸率差别较大。
    3 结论
    通过对激光切割得到的试件和机械加工得到的试件进行单拉对比试验,对试验结果进行分析总结得到以下结论:
    (1) 激光切割试件和机械加工试件得到的拉伸曲线在颈缩后两组曲线有明显区别,激光切割的试件在拉伸过程中没有明显颈缩,是由于在出现颈缩后马上断裂的缘故。
    (2)在拉伸试验中机械加工试件对应的最大载荷、屈服强度、拉伸强度均高于激光切割的试件对应的最大载荷、屈服强度、拉伸强度,但差别较小,而延伸率差别较大。
    (3)在将激光切割方法应用于实际生产时,有必要进一步进行疲劳试验,以确定该方法是否满足要求。


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