工藝參數對TC4鈦合金耐磨板電阻點焊接頭組織和性能的影響

  鈦合金耐磨板具有較高的剛度、強度,好的耐蝕性、耐熱性等一系列優點,在航空航天、石油化工、造船等領域得到了廣泛的應用。但由于鈦合金耐磨板的熔點高、熱容量大、導熱性差,焊縫組織晶粒容易粗化和長大,引起塑性和斷裂韌度降低,難以保證焊接質量,限制了其應用。而電阻點焊不受保護氣氛、純度及效果的限制,能夠克服熔化焊、擴散焊等焊接方法所不能克服的弱點。本文擬對鈦合金耐磨板點焊接頭的顯微組織、顯微硬度和力學性能進行研究,確立接頭性能良好的點焊規范參數。

  試驗用材為TC4鈦合金耐磨板薄板,設備為電阻點焊機DN-25。本工作考慮焊接時間、試件厚度和焊接電流這3個影響因素。將試樣用砂紙打磨去除氧化層并用丙酮清洗后按上述3個影響因素進行點焊。焊后制備金相試樣。

  TC4鈦合金耐磨板電阻點焊焊縫區的顯微組織為粗大的針狀α′;近焊縫熱影響區的顯微組織為細小的針狀α′相,且生長方向較散亂,形成細小針狀馬氏體交織成的網籃狀組織;遠焊縫熱影響區顯微組織為α+β+針狀α′,新生成的α′相成帶狀分布,與殘留的α+β相成層狀交錯分布;母材組織為等軸狀α晶粒和分布于其間的層片狀α+β雙相結構。焊點接頭的顯微硬度值隨著距焊縫中心的距離增大,硬度值先增大,在熔合線附近達到最大值,隨之逐漸下降,在遠焊縫熱影響區硬度值達到最低,到母材處硬度值又呈上升趨勢,最后達到穩定狀態。經過電阻點焊連接而成的鈦合金耐磨板試件,就抗剪力指標而言,TC4鈦合金耐磨板薄板厚度為1mm、焊接電流為6kA、焊接時間為0.16s時,剪切力達到最大值。