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TA1中厚板电子束焊接组织性能及接头强化原因分析

白威 李大东 董雪娇 陈容

白威, 李大东, 董雪娇, 陈容. TA1中厚板电子束焊接组织性能及接头强化原因分析[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(6): 171-177. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.025
引用本文: 白威, 李大东, 董雪娇, 陈容. TA1中厚板电子束焊接组织性能及接头强化原因分析[J]. 钢铁钒钛, 2021, 42(6): 171-177. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.025
Bai Wei, Li Dadong, Dong Xuejiao, Chen Rong. Microstructure and properties of electron beam welded TA1 medium plate and analysis of joint strengthening[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(6): 171-177. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.025
Citation: Bai Wei, Li Dadong, Dong Xuejiao, Chen Rong. Microstructure and properties of electron beam welded TA1 medium plate and analysis of joint strengthening[J]. IRON STEEL VANADIUM TITANIUM, 2021, 42(6): 171-177. doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.025

TA1中厚板电子束焊接组织性能及接头强化原因分析

doi: 10.7513/j.issn.1004-7638.2021.06.025
详细信息
    作者简介:

    白威(1989 —),男,研究生,主要研究方向:金属材料焊接,E-mail:pzhpyybw@163.com

  • 中图分类号: TF823, TG456.3

Microstructure and properties of electron beam welded TA1 medium plate and analysis of joint strengthening

  • 摘要: 采用真空电子束焊对30 mm厚TA1工业纯钛试板开展焊接试验,结合光学金相显微镜(OM)、维氏硬度、拉伸试验及电子背散射衍射(EBSD)对接头进行宏微观组织性能检验,分析电子束焊接过程对TA1材料微观组织与力学性能的影响及接头强化原因。结果表明:电子束焊接热循环过程使TA1母材至焊缝组织由等轴α向锯齿α转变;焊缝及热影响区的强度、硬度均高于母材;接头性能得到强化与锯齿α及针状α马氏体对硬度的提升作用、焊缝及热影响区内细小的锯齿状α晶粒以及微细孪晶对焊接组织的细化作用有关。
  • 图  1  焊接装配示意 (单位:mm)

    Figure  1.  Assembly diagram of the welded joint

    图  2  接头截面宏观组织

    (a)接头截面;(b)接头中层区域组织

    Figure  2.  Macro morphology of the welded joint

    图  3  TA1母材微观组织

    Figure  3.  Microstructures in base metal of TA1

    图  4  接头中层不同区域的微观组织

    (a)接头组织形貌;(b)热影响区组织;(c)焊缝低倍组织;(d)焊缝高倍组织

    Figure  4.  Microstructures in different areas of the joint

    图  5  接头不同区域的截面组织形态(IPF图)

    (a)上层 ;(b)中层 ;(c)下层

    Figure  5.  IPF images of the joint at different position

    图  6  焊缝(左)及热影响区(右)EBSD图

    (a)(c)反极图;(b)(d)晶界取向分布;(e)(g)极图;(f)(h)孪晶取向差角/轴

    Figure  6.  EBSD images of weld seam and HAZ

    图  7  TA1焊接拉伸断裂试样

    Figure  7.  Tensile sample of the TA1 joint (after fracture)

    图  8  接头截面横向硬度分布

    Figure  8.  Hardness distribution of the welded joint

    表  1  TA1 化学成分

    Table  1.   Chemical composition of TA1 plate %

    FeCNHOTi
    0.0350.0110.0020.0010.038余量
    下载: 导出CSV

    表  2  电子束焊接工艺参数

    Table  2.   Process parameters of EBW

    工艺
    参数
    加速电压
    /kV
    聚焦电流
    /mA
    束流
    /mA
    焊接速度/(mm·s−1)扫描频率
    /Hz
    扫描幅值
    /mm
    聚焦
    方式
    定位焊150225030158 0000.5下聚焦
    深熔焊150225090158 0000.5下聚焦
    下载: 导出CSV

    表  3  TA1母材及接头室温(25 ℃)拉伸性能

    Table  3.   Tensile properties of BM and welded joints at room temperature

    样品分类取样
    位置
    Rp0.2
    /MPa
    Rm
    /MPa
    A
    /%
    Z
    /%
    断口距焊缝
    /mm
    焊缝直径
    /mm
    断口直径/mm

    母材
    上层 200.3 334.0 43.7 74.3
    中层 188.0 326.5 50.3 75.5
    下层 191.7 331.3 48.0 74.3

    接头
    上层 225.7 335.3 47.7 76.0 12.4 4.6 4.2
    中层 220.7 332.7 46.7 76.7 11.1 4.6 4.2
    下层 216.0 335.3 45.7 76.0 9.7 4.6 4.3
    注:Rp0.2-屈服强度;Rm-抗拉强度;A-断后伸长率;Z-断面收缩率。
    下载: 导出CSV
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  • 收稿日期:  2021-07-06
  • 刊出日期:  2021-12-31

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