工業純鈦在氧化性及中性介質中具有優異的耐腐蝕性能,已經廣泛應用于石油化工、制鹽等各個領域。有文獻報道,工業純鈦經氬弧焊后焊縫處會存在熔池區、熱影響區,這兩個區域組織與母材組織有很大的不同,同時熔池區和熱影響區會發生優先腐蝕現象。而等離子焊接具有能量密度高、線能量大、效率高等優點,用該方法焊接純鈦板,能夠克服用單道鎢極氬弧焊焊接時因為鎢極距離熔池較近而可能發生的鎢極熔蝕,使焊縫滲入鎢夾雜物等缺點。
某公司板帶廠卷材生產線采用片材拼焊技術制作鈦卷材,因而在冷軋卷材產品中會有若干條變形焊縫,這些變形焊縫能否同卷材其他部位一起正常使用對卷材的使用率有著重要影響。科研人員對焊縫加工區與母材區組織、性能進行研究,旨在為拼焊卷材的生產使用提供借鑒。
實驗材料為3.5mm厚工業純鈦板,牌號為TA1。采用Nertamatic 450自動等離子焊接機,將兩塊退火態純鈦板焊接成一整張尺寸為3.5mm×1350mm×1520mm的冷軋板坯。采用XXH2005 X射線探傷儀對焊接后的試樣板焊縫進行無損探傷,并用金相顯微鏡觀察母材及焊縫顯微組織。經探傷檢驗合格的板坯在1780mm冷軋機上進行兩個軋程的冷軋加工:第一軋程變形量為43%,板材厚度減至2mm,軋后進行680℃×30min/AC退火處理;第二軋程變形量為50%,得到厚度為1mm的成品板材,軋后進行650℃×30min/AC退火處理。
對兩個軋程的板材焊縫加工區進行X射線無損探傷檢驗;對兩個軋程的冷軋態及退火態焊縫試樣進行金相顯微組織觀察;對兩個軋程退火態試樣進行硬度及室溫力學性能測試;采用美特斯ETC1604杯突試驗機,對退火態成品板材進行杯突試驗,考察工藝性能;采用PARSTAT-2273電化學綜合測試系統(參比電極選用飽和甘汞電極,輔助電極采用鉑電極,腐蝕液為3.5%NaCl水溶液),對退火態成品板材進行陽極極化測試,考察耐腐蝕性能。試驗結果:
(1)等離子焊接后的純鈦板及兩次冷變形退火后的純鈦板,其焊縫質量均符合JB/T 4730.2標準Ⅰ級要求。
(2)兩次冷變形板材退火后焊縫加工區晶粒尺寸均比母材區略微細小,強塑性略好一些,維氏顯微硬度也稍高一些。
(3)經兩個軋程冷加工變形退火后,板材焊縫加工區的延伸率與母材相差不大,杯突值相近,具有與母材相當的工藝性能。
(4)焊縫加工區陽極極化行為與母材無明顯差異,二者在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蝕性基本一致。









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