!"#$%&’(")*&+#+’,-+#./01+.234’.5667·试验与研究·5/文章编号：9665>650U（5667）62>665/>6/#$%&’(%)*合金手工#+,焊接头的显微组织及力学性能赵宇9，5，吉日嘎兰图9，赵静9，李洪伟/（9.长春工业大学材料科学与工程学院，吉林长春9/6695；5.吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春9/6655；/.中油吉林化建工程股份有限公司，吉林吉林市9/5659）摘要：系统地研究了(%>73#>2-合金(<=焊接头的显微组织及力学性能，通过一系列的试验，摸索出一套使接头力学性能处于最佳状态的焊接工艺参数及其相应的显微组织状态。关键词：钛合金；显微组织；力学性能；焊接工艺参数中图分类号：(=20CV9文献标识码：W目前国内外研究者针对钛合金焊接技术的研究，着重于相和其晶界网状分布的#相的机械混合物，如图9J所示。笔者新型焊接设备及工艺，如电子束焊、激光焊等方面89:5;，至于对用扫描电镜观察到的典型的"K#两相组织，如图9L所示，在原应用最普遍且灵活、成本低、体积小的(<=焊方面系统的研究始粗大的#晶粒内存在向不同位向平行生长的"晶粒及原#相晶较少。由于钛合金焊接结构的复杂限制了(<=焊焊接方法的推界处未转变的#相，"相平均晶粒尺寸为06$?。广，因此系统地研究(%>73#>2-合金(<=焊接接头的显微组织及力学性能甚为重要。!试验材料及试验方案试验材料为2??厚的(%>73#>2-合金板，焊接材料为!5.0??的标准焊丝@A(%>73#>2-，其化学成分见表9。表!#$%&’(%)*合金及其焊丝化学成分（质量分数）（I）（J）母材金相显微组织566Z（L）母材扫描显微组织牌号OPQ13#-R"S%图!母材显微组织焊缝与热影响区的显微组织如图所示，从图中能观察到(%>73#>2-T6.96T6.90T6.690T6.620.0E7.F/.0E2.0T6./6T6.905@A(%>73#>2-T6.60T6.90T6.66FT6.6560.0E7.C0/.0E2.0T6.50—热影响区组织明显粗化，晶粒平均尺寸为956$?。在焊接加试样下料采用机械切割方法，开形坡口，坡口角度为B热过程中部分"相转变成#相，#相在高温下的扩散速度非常，钝边。用机械方法去除表面氧化膜，再用丙C6DEF6D6.0??快，且钛合金的热导率低等因素促进了#晶粒的快速长大，随酮擦拭坡口及其两侧各范围内及焊丝表面，并放入烘干06??后的冷却过程中部分#相转变为针状的"（M"N），%，过冷#相等箱烘干。焊接方法采用手工焊，选用具有下降外特性、5*(<=亚稳定相。因此热影响区组织为由针状的"（M"N），%，过冷#高频引弧的直流氩弧焊电源，且延迟送气时间不少于。电90G相及残余"相和#相组成的混合物。这些相能显著改变近缝区极采用铈钨极，选用大直径喷嘴，焊前先通气一段时间后，的力学性能，其中%相对力学性能的影响主要看其在合金中的再引弧焊接。处于高温的熔池后部焊缝及热影响区，均用拖体积分数，%相的体积分数超过F6I时钛合金完全失去塑性，罩进行氩气保护，焊缝背面也采取相应的保护措施，以避免如果%相的体积分数控制适当即06I左右时，钛合金能具有良空气中有害污染物（氢、氧、氮等）进入焊接区，使用的氩气好的强度与塑性的配合。由于(%>73#>2-合金中的3#有效地控纯度在以上。主要焊接工艺参数见表。HH.HHI5制了%相的数量，从而保证了较高的强度与良好的塑性匹配。表"焊接工艺参数氩气流量（·>9）母材厚度焊丝直径钨极直径焊接电流电弧电压XY?%&X??X??X??X3X-喷嘴拖罩背面25.0/966E95690E50905095焊后对试样进行拉伸试验、硬度测试和光学显微镜、扫描电镜和透射电镜显微组织观察与分析。"试验结果及分析（J）焊缝及热影响区金相（L）焊缝及热影响区扫描显微组织566Z显微组织(%>73#>2-合金在退火状态下的金相组织为细小等轴晶"图"焊缝及热影响区显微组织收稿日期：5660>96>/9；修回日期：5667>67>90焊缝组织如图/J所示，从图中可观察到焊后组织均发生了$#·试验与研究·焊接技术第!"卷第#期$%%&年’月明显的变化，即形成了无规则分布的交叉片状或长针状!(相，如图!)所示组织，该组织为六方马氏体，它是焊后连续冷却过程中以晶体切变的方式完成晶格重构，还能看到在!(晶界分布的少量过冷的亚稳定"相，在应力的作用下，能转变为应力诱发马氏体，这种马氏体具有低的屈服强度、高应变硬化速率及均匀伸长率、较高的塑性，所以应该增加焊缝中诱发马氏体的比例，提