工艺参数对TC4钛合金耐磨板电阻点焊接头组织和性能的影响

  钛合金耐磨板具有较高的刚度、强度,好的耐蚀性、耐热性等一系列优点,在航空航天、石油化工、造船等领域得到了广泛的应用。但由于钛合金耐磨板的熔点高、热容量大、导热性差,焊缝组织晶粒容易粗化和长大,引起塑性和断裂韧度降低,难以保证焊接质量,限制了其应用。而电阻点焊不受保护气氛、纯度及效果的限制,能够克服熔化焊、扩散焊等焊接方法所不能克服的弱点。本文拟对钛合金耐磨板点焊接头的显微组织、显微硬度和力学性能进行研究,确立接头性能良好的点焊规范参数。

  试验用材为TC4钛合金耐磨板薄板,设备为电阻点焊机DN-25。本工作考虑焊接时间、试件厚度和焊接电流这3个影响因素。将试样用砂纸打磨去除氧化层并用丙酮清洗后按上述3个影响因素进行点焊。焊后制备金相试样。

  TC4钛合金耐磨板电阻点焊焊缝区的显微组织为粗大的针状α′;近焊缝热影响区的显微组织为细小的针状α′相,且生长方向较散乱,形成细小针状马氏体交织成的网篮状组织;远焊缝热影响区显微组织为α+β+针状α′,新生成的α′相成带状分布,与残留的α+β相成层状交错分布;母材组织为等轴状α晶粒和分布于其间的层片状α+β双相结构。焊点接头的显微硬度值随着距焊缝中心的距离增大,硬度值先增大,在熔合线附近达到最大值,随之逐渐下降,在远焊缝热影响区硬度值达到最低,到母材处硬度值又呈上升趋势,最后达到稳定状态。经过电阻点焊连接而成的钛合金耐磨板试件,就抗剪力指标而言,TC4钛合金耐磨板薄板厚度为1mm、焊接电流为6kA、焊接时间为0.16s时,剪切力达到最大值。