TA15合金TIG焊及焊后氫處理對接頭組織和性能的影響.pdf

1、本文研究了不同TIG焊接工藝參數(shù)及焊后氫處理對TA15合金焊接接頭組織和性能的影響；并初步建立了TA15合金TIG焊接接頭組織轉(zhuǎn)變模型及熔合區(qū)氣孔形成機制。利用金相顯微鏡、透射電子顯微（TEM）鏡觀察了焊縫的組織形貌。利用掃描電鏡（SEM）觀察了拉伸斷口形貌。在CMT5305型電子萬能力學試驗機和HV-5型維氏硬度計上進行力學性能測試。
　　研究結(jié)果表明，減小焊接電流或者加快焊接速度將引起熔池面積變小，焊接接頭處出現(xiàn)氣孔、減薄，熔

2、合區(qū)出現(xiàn)冷裂紋。增大焊接電流使焊縫區(qū)組織粗大，晶粒內(nèi)部針狀馬氏體增多，接頭硬度、強度和塑性都有所提高。開坡口使接頭熔池面積變小，熔寬減小。焊縫鑄造組織和熱影響區(qū)晶粒有所細化，晶界明顯，α′相增多。兩次重熔組織粗大，焊縫區(qū)β晶粒內(nèi)α相網(wǎng)籃狀排列，強度和塑性略有提高，但隨著重熔次數(shù)的增加，組織更加粗大，強度和塑性都呈下降趨勢。裝配間隙會引起嚴重地焊接變形與減薄，開坡口對消除缺陷有一定的作用。拉伸斷口有明顯的撕裂棱和平臺區(qū)域，斷裂方式是沿晶斷

3、裂，有較淺的、不均勻的韌窩區(qū)域。
　　TA15合金TIG焊縫以聯(lián)生結(jié)晶形成的β柱狀晶為主，垂直于熔合線豎直向焊縫表面以平面晶方式生長。焊縫精細結(jié)構(gòu)主要是板條α′鈦馬氏體。氣孔特征研究表明，鈦合金TIG焊產(chǎn)生形狀規(guī)則，尺寸小、孔壁光滑的冶金特征氣孔，乃氣體依附“氣孔核”聚集長大所致，與表面污染有關(guān)。
　　經(jīng)過700/3h℃滲氫處理，TA15合金中形成平行排列的條狀δ氫化物，對組織形貌產(chǎn)生了模糊作用，焊縫區(qū)大晶粒的內(nèi)部產(chǎn)生了大量

4、的針狀馬氏體α"相，具有一定的方向性。共析處理使亞穩(wěn)β(H)和α"相逐漸分解為α和δ氫化物。真空除氫過程中δ氫化物分解、H2逸出，鈦合金發(fā)生再結(jié)晶。氫處理使焊接件組織很大程度地細化，由平面柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變，晶內(nèi)非平衡相減少，力學性能有較大提高。經(jīng)過700/3h℃滲氫+300/8h℃共析+750/8h℃真空去氫的焊接件強度提高25.7％，塑性提高37.6％。氫處理焊接件拉伸斷口宏觀上比較平坦，平臺區(qū)域很難觀察到析出的針狀α相，仍屬于沿晶