鈦及鈦合金因比強度、耐腐蝕和抗磨損等優(yōu)點,而被廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)制造和醫(yī)療器械等領(lǐng)域。但是,由于鈦合金的熔點高、熱容量大、導(dǎo)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(zhì)量,限制了其應(yīng)用。目前,熔化焊焊接導(dǎo)致熱影響區(qū)大、焊接變形大、晶粒粗大等缺陷;激光焊雖能量密度高,熱影響區(qū)非常小,但焊接時易產(chǎn)生裂紋;擴散焊焊接溫度低,接頭組織不會粗大,但被焊母材表面質(zhì)量要求高,且焊接接頭強度不高;電阻焊接頭質(zhì)量易受到電網(wǎng)波動的影響而不穩(wěn)定。電容儲能焊具有焊接時間短(毫秒級)、熱影響區(qū)窄、焊接變形和殘余應(yīng)力小等優(yōu)點,接頭冷卻速率高達106K/s,易獲得組織細小、致密的高質(zhì)量焊接接頭。
現(xiàn)有研究采用微型電容儲能焊機對TC4鈦合金薄板進行點焊連接,研究點焊接頭形貌特征和組織形態(tài),分析了焊接參數(shù)對焊接接頭力學(xué)性能的影響規(guī)律。
采用儲能焊方法可實現(xiàn)0.2mm厚的TC4鈦合金薄板的點焊連接,微型接頭由熔核及熔合區(qū)組成。熔核直徑約200μm,組織為細小α相+顆粒分布的α'馬氏體組織,其與基體金屬過渡良好。
在儲能焊條件下接頭冷卻速率極大,接頭組織具有明顯的快速凝固特征,從而保證了接頭強度。
對于0.2mm厚TC4鈦合金的薄板的儲能焊,當電壓U=250V、電容C=6600μF、電極壓力F=20N時,剪切強度可達到601MPa,獲得綜合性能優(yōu)良高質(zhì)量的焊接接頭。(欣然)