采用TIG+MIG+MAG焊接工藝對(duì)TA1/X65爆炸冶金復(fù)合板（復(fù)層Ti厚2 mm,基層X(jué)65管線(xiàn)鋼厚14 mm）試件進(jìn)行了以V/Cu作為過(guò)渡填充金屬的板-板對(duì)接焊實(shí)驗(yàn).利用OM,XRD,EDS面掃描,顯微硬度測(cè)試和拉伸實(shí)驗(yàn),研究了焊縫區(qū)組織特征、界面元素分布、主要物相、顯微硬度分布及焊縫力學(xué)性能.結(jié)果表明,圓弧狀"U"型坡口設(shè)計(jì)有利于過(guò)渡層Cu的MIG焊接,在Cu-鋼界面不會(huì)引起應(yīng)力集中而萌生裂紋.熔敷金屬Ti,V,Cu和Fe有明顯分區(qū),擴(kuò)散互融現(xiàn)象不明顯,各區(qū)域間由固溶體相過(guò)渡連接,Ti/V過(guò)渡界面組織結(jié)構(gòu)為鈦基固溶體,V/Cu過(guò)渡界面組織結(jié)構(gòu)為釩基固溶體,Cu/Fe過(guò)渡界面組織結(jié)構(gòu)為銅基固溶體.焊縫硬度較高區(qū)域出現(xiàn)在Ti/V過(guò)渡界面和V/Cu過(guò)渡界面處,硬度達(dá)326和336 HV10,對(duì)過(guò)渡界面層塑韌性有一定影響.焊縫抗拉強(qiáng)度可達(dá)546 MPa,主要由碳鋼層貢獻(xiàn). 

【文章來(lái)源】：金屬學(xué)報(bào). 2016,52(08)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

焊縫坡口設(shè)計(jì)及焊接順序示意圖

金屬學(xué)報(bào)第52卷主要存在4個(gè)不同區(qū)域,各區(qū)域過(guò)渡連接良好,無(wú)裂紋和氣孔缺陷存在.圖中區(qū)域4~1依次是基層X(jué)65鋼焊縫(淺灰色)、Cu過(guò)渡層(深褐色)、V過(guò)渡層(藍(lán)黑色)和Ti填充蓋面層(亮白色).2.2微觀組織和相組成分析圖2中焊縫各區(qū)域微觀組織如圖3所示.圖3a對(duì)應(yīng)于圖2中Ti/鋼復(fù)合板原料爆炸+軋制復(fù)合界面處的組織結(jié)構(gòu)特征.可見(jiàn),爆炸+軋制工藝Ti/鋼復(fù)合板界面復(fù)合效果良好,界面清晰可見(jiàn),界面兩側(cè)材料均發(fā)生了劇烈擠壓變形,晶粒扁平且細(xì)小.但在界面處靠近Ti側(cè)有縱向微裂紋存在,長(zhǎng)度約10mm.微裂紋對(duì)Ti/鋼復(fù)合板焊接構(gòu)成潛在影響.若焊縫熱影響區(qū)附近存在此類(lèi)微裂紋,在焊接熱應(yīng)力作用下極易沿界面橫向擴(kuò)展進(jìn)入焊縫過(guò)渡區(qū)成為主裂紋,進(jìn)而影響焊接質(zhì)量.因此,原料復(fù)合板生產(chǎn)質(zhì)量嚴(yán)重影響其焊接質(zhì)量.圖3b示出了焊縫熱影響區(qū)Ti母材的組織特征.主要為再結(jié)晶等軸a-Ti+針狀a-Ti組織[26].由圖3c可知,Ti熔敷區(qū)組織晶粒粗大,晶內(nèi)主要為針狀和線(xiàn)條狀a-Ti.圖3d示出了Ti/V過(guò)渡界面處微觀結(jié)構(gòu)特征.界面過(guò)渡線(xiàn)清晰,呈圓滑過(guò)渡形式,劇烈互融現(xiàn)象不明顯,界面下層純V熔敷區(qū)晶粒保留了等軸晶特點(diǎn)且晶粒細(xì)小,細(xì)晶強(qiáng)化作用使純V熔敷區(qū)塑韌性得以加強(qiáng),對(duì)提高焊縫整體性能圖2Ti/鋼復(fù)合板焊縫橫截面宏觀組織Fig.2MacrostructureofcrosssectionofTi/steelcladplatejoint(Area1—Tifillingandcappinglayer(brightwhite),Area2—Vintermediatelayer(blue-black),Area3—Cubufferlayer(darkbrown),Area4—X65steelweld(lightgray),rectanglesI~IV—areasforEDS,blackspotsS~E—microhardnesstestpoints)圖3圖2中焊縫各區(qū)域的顯微組織Fig.3OMimagesofvariousregionsinweldinFig.2(a)explosivecompositeinterface(b)heataffectedzoneofTi(c)area1(d)transitioninter

扔跋燁?附近存在此類(lèi)微裂紋,在焊接熱應(yīng)力作用下極易沿界面橫向擴(kuò)展進(jìn)入焊縫過(guò)渡區(qū)成為主裂紋,進(jìn)而影響焊接質(zhì)量.因此,原料復(fù)合板生產(chǎn)質(zhì)量嚴(yán)重影響其焊接質(zhì)量.圖3b示出了焊縫熱影響區(qū)Ti母材的組織特征.主要為再結(jié)晶等軸a-Ti+針狀a-Ti組織[26].由圖3c可知,Ti熔敷區(qū)組織晶粒粗大,晶內(nèi)主要為針狀和線(xiàn)條狀a-Ti.圖3d示出了Ti/V過(guò)渡界面處微觀結(jié)構(gòu)特征.界面過(guò)渡線(xiàn)清晰,呈圓滑過(guò)渡形式,劇烈互融現(xiàn)象不明顯,界面下層純V熔敷區(qū)晶粒保留了等軸晶特點(diǎn)且晶粒細(xì)小,細(xì)晶強(qiáng)化作用使純V熔敷區(qū)塑韌性得以加強(qiáng),對(duì)提高焊縫整體性能圖2Ti/鋼復(fù)合板焊縫橫截面宏觀組織Fig.2MacrostructureofcrosssectionofTi/steelcladplatejoint(Area1—Tifillingandcappinglayer(brightwhite),Area2—Vintermediatelayer(blue-black),Area3—Cubufferlayer(darkbrown),Area4—X65steelweld(lightgray),rectanglesI~IV—areasforEDS,blackspotsS~E—microhardnesstestpoints)圖3圖2中焊縫各區(qū)域的顯微組織Fig.3OMimagesofvariousregionsinweldinFig.2(a)explosivecompositeinterface(b)heataffectedzoneofTi(c)area1(d)transitioninterfaceofareas1and2(e)area2(f)transitioninterfaceofareas2and3(g)area3(h)transitioninterfaceofareas3and41020

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]TC4鈦合金薄壁圓管縱縫TIG焊接模擬與分析[J]. 楊凱,王永軍,云海濤,白穎,傅莉.  焊管. 2015(07)
[2]TA1/X65復(fù)合板焊接工藝及焊縫組織和性能研究[J]. 楊軍,畢宗岳,牛輝,劉海璋,張萬(wàn)鵬,田磊,黃曉江,張超.  焊管. 2015(06)
[3]銅中間層鈦-鋼擴(kuò)散復(fù)合界面組織與性能[J]. 劉德義,周純,叢立軍,劉世程.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2012(04)
[4]小直徑TA2鈦管氬弧焊焊接[J]. 李國(guó)慶.  焊管. 2011(11)
[5]鈦/鋼復(fù)合板爆炸焊接裝藥厚度下限研究[J]. 劉鵬,陸明,冀鑫煒,黃欽,戴汝迅.  兵器材料科學(xué)與工程. 2011(03)
[6]鈦/不銹鋼焊接界面金屬間化合物的生成動(dòng)力學(xué)[J]. 韓麗青,王自東,龍斌,林國(guó)標(biāo),張鴻,喬建生.  材料熱處理學(xué)報(bào). 2011(02)
[7]Electron beam welding of Ti-15-3 titanium alloy to 304 stainless steel with copper interlayer sheet[J]. 王廷,張秉剛,陳國(guó)慶,馮吉才,唐奇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(10)
[8]TA2/Ni+Nb中間層/1Cr18Ni9Ti擴(kuò)散焊接頭的組織與性能[J]. 李鵬,李京龍,熊江濤,張賦升.  航空材料學(xué)報(bào). 2010(05)
[9]層疊Ni/Ti熱擴(kuò)散形成金屬間化合物的規(guī)律[J]. 周勇,楊冠軍,吳限,李長(zhǎng)久.  焊接學(xué)報(bào). 2010(09)
[10]不銹鋼與鈦合金異徑轉(zhuǎn)接管的焊接[J]. 許貴芝.  焊管. 2009(11)



本文編號(hào)：3378943