為了研究激光切割和機(jī)械加工兩種方法在鈑金件切邊中對工件的影響，采用激光切割和機(jī)械加工兩種方法制作拉伸試件．并利用CMT6000微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)在常溫條件下完成了拉伸試驗。通過對試驗結(jié)果的分析整理完成了兩種方法的對比，結(jié)果表明：激光切割試件和機(jī)械加工試件得到的兩組拉伸曲線在頸縮后有明顯區(qū)別，激光切割的試件在拉伸過程中沒有明顯頸縮，且延伸率明顯小于機(jī)械加工試件的延伸率。  

　　鈦合金是一種輕質(zhì)、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐熱、無磁、中溫和焊接性能及韌性好的結(jié)構(gòu)材料，由于其良好的綜合性能而被廣泛應(yīng)用于航空領(lǐng)域，多用于制造航空發(fā)動機(jī)中的重要零部件和飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。

　　鈦合金零件在成形后需要經(jīng)過切邊工序。隨著飛機(jī)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(jìn)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(jī)控制電子萬能試驗機(jī)。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(biāo)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(jìn)行對比整理得到激光切割方法與機(jī)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(jìn)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(jī)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(dá)到了材料的最大載荷點，激光切割的試件和機(jī)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(jī)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(dá)到最大值后裂紋快速擴(kuò)展斷裂。

圖3 真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比

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

　　(1) 激光切割試件和機(jī)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(jī)械加工試件對應(yīng)的最大載荷、屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度均高于激光切割的試件對應(yīng)的最大載荷、屈服強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)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(jìn)一步進(jìn)行疲勞試驗，以確定該方法是否滿足要求。