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1、焊接 2001(11)·27·4 结 论参考文献(1)双水内冷、双气路、双喷嘴的喷枪结构的设计是1薛家祥等.等离子喷涂技术的现状与展望.焊接技术,1995合理的。(2):3335(2)喷枪性能优良,对中性好,引弧容易;喷枪冷却2经士农.气体隧道型等离子焰流基本特性的研究.焊接学报,1991(2):96102.效果好;喷枪的气路、水路密封可靠。使用寿命大幅度(收稿日期 20010301)提高。(3)实现了大功率、超音速、优质涂层的等离子弧喷作者简介:李春旭,1941年生,教授,主要从事焊接自动化及质涂。量控制研究工作。钛及钛合金焊接接头的组织、性能和断裂特性河南职业技术师范学院(
2、新乡市 453003)王焕琴摘要 研究了钛及钛合金经钨极氩弧焊焊接接头的显微组织、力学性能和冲击断裂特征。焊缝区的显微组织为片状或针状α组织,接头强度可达到基材水平,并有较高的塑性和韧性,冲击断裂特征主要是塑性断裂。关键词: 钛及钛合金 焊接 组织与性能PROPERTIES,MICROSTRUCTUREANDFRACTUREBEHAVIOROFWELDEDJOINTSOFTiANDTiALLOYHenanVocation-TechnicalTeachersCollegeWangHuanqinAbstractThemicrostructure,propertiesandimpact
3、fracturetoughnessofweldedjointsofTiandTialloybyusingtungsten-argonarcweldingwerestudied.Themicrostructureofweldzonechangedintolamellaandneedlemicrostructure,thestrengthofweldedjointscouldreachthestrengthlevelofbasematerial.Theplasticityandtoughnesswasalsohigher,therupturefeaturewasmainlyplast
4、ic.Keywords:TiandTialloy,welding,structureandproperty 钛及钛合金作为一种新型轻合金材料具有比强度TA2(α型)和TC4(α+β)钛合金(Ti-6Al-4V),其规格高、无磁、耐腐蚀等优异特性,得到广泛的应用。但是,为冷轧2mm板和热轧12mm板。焊接方法采用钨极氩很多工程应用时离不开焊接,特别是大型钛制设备。钛弧焊(简称TIG焊),电极直径为3mm。2mm板不开坡合金的导热系数低,焊接时单位体积内热量集中,造成口,选用TA2焊丝沿轧制方向施焊。12mm板开V形坡热影响区宽,组织发生变化,影响焊接接头的性能。因口,α=45°,
5、选用直径为3mm的TC3(Ti-5Al-4V)焊丝此,研究钛及钛合金的焊接接头的组织、性能和断裂特施焊8层,层间温度控制在100℃以内。具体焊接工艺性是十分有意义的。参数见表1。施焊后按相关标准测试室温下接头的拉伸性能和冲击韧性,采用光学显微镜及SEM技术观察和分1 实验方法析两种材料焊接接头的显微组织和冲击断裂特征。实验材料选用钛及钛合金最有代表性的工业纯钛·28·焊接 2001(11)表1TIG焊接工艺参数焊后热处理板厚焊接电流电弧电压焊接速度氩气流量材质δ/mmI/AU/Vv/mm·min-1Q/L·min-1加热温度保温时间T/℃t/min2588014151201550
6、030TA212130140182015015650502588014151201565030TC41213014018201501588050差别。TA2冷轧薄板退火后是等轴α组织,经过TIG熔2 结果与讨论焊和消除应力退火后,焊缝是粗大的等轴α和片状α混2.1焊接接头的显微组织合组织(图2a)。TC4冷轧薄板退火后的显微组织是等图1和图2分别示出TA2和TC4的2mm板的基材轴α组织及晶粒间分布的晶间β组织,经TIG熔焊和消和焊缝的显微组织。从图1、2可以看出:不论原始组织除应力退火后,焊缝为长针状α组织,并存在明显的晶是等轴α组织,还是(α+β)的两相组织,焊接后,其焊界β
7、(图2b),这些晶界β是熔焊过程中合金从高温快速缝的显微组织均发生了明显变化,形成无规则分布的交冷却时保留下来的。焊接热循环是影响组织和性能的叉片状或针状组织。同时可以发现,TA2和TC4两种钛重要因素之一,控制焊接速度、层间温度及冷却速度是材的原始组织(即基材)不同,焊缝的显微组织存在明显十分重要的。图1 基材的显微组织 100×图2 焊缝的显微组织 100×2.2焊接接头的力学性能头的室温拉伸和室温冲击性能。从表2可以看出,TA2表2示出了TA2及TC4两种材料的基材和焊接接
